Микробиота необходима для нормальной жизнедеятельности организма

Популярная механикаНаука

Биореактор внутри нас: как микробиота может управлять метаболизмом хозяина

Всего сто лет назад микробов, живущих в человеческом кишечнике, считали нахлебниками и вредителями. В последние годы человеческую микробиоту стали называть своеобразным органом нашего тела, необходимым для нормальной жизнедеятельности организма.

Валерий Поройко

Со времен Пастера известно, что желудочно-кишечный тракт человека — это, по существу, биореактор проточного типа, в котором обитает множество микроорганизмов. Отношение ученых к микрофлоре кишечника за это время радикально изменилось. Лет сто назад великий Илья Мечников, основоположник современной теории иммунитета, за создание которой он получил Нобелевскую премию (на двоих со своим непримиримым оппонентом, не менее великим Паулем Эрлихом), предлагал даже удаление толстого кишечника как один из способов продления жизни. А тем, кому эта мера казалась слишком радикальной, рекомендовал пить как можно больше кефира, чтобы вытеснить вредных, по его мнению, микробов полезными лактобактериями. Через полвека курс изменился на 180 градусов. Оказалось, что нормальная микрофлора кишечника, а также кожи и слизистых оболочек выполняет множество полезных функций — например, подавляет жизнедеятельность постоянно атакующих организм патогенных микроорганизмов. А в последние годы самые смелые из микробиологов пошли еще дальше, объявив человека и его микробов единым симбиотическим сверхорганизмом.

26dc84ddda16a356ec04451874c2507f.jpg

Развитие методов молекулярной биологии вывело ученых на новый уровень понимания процессов симбиоза человека и его микрофлоры, которые казались хорошо изученными и от дальнейшего изучения которых не ждали особых сюрпризов. Стремительный рост скорости и падение стоимости методов секвенирования ДНК (определения ее нуклеотидной последовательности) и параллельный рост мощности персональных компьютеров и развитие интернета дали возможность анализировать информацию о крупных участках геномов. После того как были расшифрованы хромосомы сотен видов отдельных бактерий, в генетике микроорганизмов появился новый подход — популяционный: анализ генов сразу всех бактерий, населяющих определенный ареал. Разумеется, население «человеческого биореактора» оказалось одной из наиболее важных для изучения микробных популяций.

Первая работа, заставившая совершенно по-новому взглянуть на кишечную микробиоту, была опубликована в 1999 году группой ученых из Национального института агрономических исследований (Франция) и Университета Ридинга (Великобритания). Авторы решили применить для исследования микробной популяции кишечника метод секвенирования генов 16S РНК (см. врезку «16S PHK — удостоверение личности бактерии»).

Что у нас внутри

Кодирующие последовательности 16S РНК с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) извлекали непосредственно из «окружающей среды» — 125 мг человеческого, извините, стула встраивали в плазмиды кишечной палочки (не потому, что она кишечная, а потому, что Escherichia coli — одна из любимых рабочих лошадок молекулярных биологов) и снова выделяли из культуры размножившихся бактерий. Таким образом была создана библиотека генов 16S РНК всех микроорганизмов, находившихся в образце. После этого случайным образом было отобрано и секвенировано 284 клона. Оказалось, что только 24% полученных последовательностей 16S РНК принадлежали известным ранее микроорганизмам. Три четверти микрофлоры, находящейся в кишечнике каждого человека, больше сотни лет избегали внимания исследователей, вооруженных методами классической микробиологии! Ученые просто не могли подобрать условия для культивирования этих бактерий, потому что самые капризные обитатели кишечника отказывались расти на традиционных микробиологических средах.

На сегодняшний день при помощи молекулярных методов установлено, что в микробиоте взрослого человека представлены 10 из 70 крупных бактериальных таксонов. Около 90% наших микробов принадлежат к типам Firmicutes (к ним относятся, например, всем известные лактобактерии — основные «виновники» скисания молока) и Bacteroidetes — облигатные анаэробы (организмы, способные жить только в отсутствие кислорода), которые часто используются в качестве индикатора загрязнения природных вод канализационными стоками. Оставшиеся 10% популяции поделены между таксонами Proteo-bacteria (к ним относится, среди прочих, и кишечная палочка), Actinobacteria (из одного из видов актиномицетов был выделен антибиотик стрептомицин), Fusobacteria (обычные обитатели ротовой полости и частая причина пародонтоза), Verrucomicrobia (недавно в геотермальном источнике был обнаружен вид этих микробов, питающихся метаном, которого в кишечнике предостаточно благодаря жизнедеятельности других микроорганизмов), Cyanobacteria (их до сих пор часто называют по-старому — «сине-зелеными водорослями»), Spirochaeates (по счастью, не бледные), Synergistes и VadinBE97 (что это за звери, спросите у создателей новой систематики прокариот).

8faf3782020d7f46cc0ed2eda2b63973.jpg

От младенчества до старости

Несмотря на то что видовой состав микроорганизмов кишечника достаточно однообразен, количественное соотношение представителей определенных систематических групп в микробиоте разных людей может сильно варьировать. Но что же представляет из себя нормальная кишечная микрофлора и каковы пути ее формирования?

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

7 лучших фантастических романов 2020 года 7 лучших фантастических романов 2020 года

Фантастические романы, на которые непременно нужно обратить внимание

Популярная механика
Саморефлексия: как развить в себе эту способность, но не превратиться в ипохондрика Саморефлексия: как развить в себе эту способность, но не превратиться в ипохондрика

Как найти баланс между излишним и рациональным отслеживанием своих чувств?

Psychologies
8 фактов о космосе, в которые трудно поверить 8 фактов о космосе, в которые трудно поверить

Рассказываем, что необычного скрывает космос

РБК
Уколы – они и в Африке уколы Уколы – они и в Африке уколы

Анастасия Овчинникова протестировала процедуру Uzuri 2.0 и делится впечатлениями

Cosmopolitan
5 книг о древних государствах и цивилизациях 5 книг о древних государствах и цивилизациях

История – самый лучший учитель, у которого самые плохие ученики

Популярная механика
7 эпичных проигрышей в карты и казино 7 эпичных проигрышей в карты и казино

Азартные игры обогащают правителей и сводят с ума миллионеров и писателей

Maxim
Империя Чаек: как построили свой бизнес сыновья генпрокурора Империя Чаек: как построили свой бизнес сыновья генпрокурора

За годы сыновья Юрия Чайки построили настоящую бизнес-империю

Forbes
Губернатор Андрей Чибис: Мы делаем все возможное, чтобы жизнь в Заполярье не казалась экстремальным вызовом Губернатор Андрей Чибис: Мы делаем все возможное, чтобы жизнь в Заполярье не казалась экстремальным вызовом

Как в Мурманской области решаются проблемы здравоохранения и ЖКХ

СНОБ
Доктор Хаос: почему нужно смотреть «Авеню 5» с Хью Лори Доктор Хаос: почему нужно смотреть «Авеню 5» с Хью Лори

«Авеню 5» — первая за долгое время работа Армандо Ианнуччи

Esquire
Дым отечества: как пожары сделали Россию и Австралию сестрами по несчастью Дым отечества: как пожары сделали Россию и Австралию сестрами по несчастью

Почему лесные пожары стали настолько значимы для общества

Forbes
Изделие Т-50: как Су-57 прорывался в небо Изделие Т-50: как Су-57 прорывался в небо

Создание истребителя пятого поколения дело хлопотное

Популярная механика
Новые хозяева Белого дома: кто вошел в правительство Михаила Мишустина Новые хозяева Белого дома: кто вошел в правительство Михаила Мишустина

Состав правительства основательно перетряхнули

Forbes
11 главных способов, как проверить золото на подлинность 11 главных способов, как проверить золото на подлинность

Как бы там ни было, когда дело касается золота, облажаться никак нельзя

Playboy
Как выстроить счастливые отношения: 6 советов для праздников и будней Как выстроить счастливые отношения: 6 советов для праздников и будней

Настоящая близость и крепкие отношения требуют ежедневной работы

Psychologies
Как правильно пользоваться Википедией Как правильно пользоваться Википедией

Как ссылаться в споре на Википедию и не краснеть

Maxim
Мода hand-made: как сшить простое платье своими руками Мода hand-made: как сшить простое платье своими руками

Как сшить простое, но красивое платье своими руками

Cosmopolitan
Природный инстинкт Природный инстинкт

Что делать, если ты не владеешь тонким искусством обольщения?

Лиза
Джессика Альба: горячие фото знойной голливудской актрисы Джессика Альба: горячие фото знойной голливудской актрисы

Красотой и талантом Джессики Альбы можно восхищаться круглосуточно

Playboy
Долго и счастливо. Как ЭКО перевернуло нашу жизнь Долго и счастливо. Как ЭКО перевернуло нашу жизнь

Благодаря исследованиям ученого Роберта Эдвардса родилось более 4 млн детей

Forbes
Огонь — интерьер Огонь — интерьер

Дизайнеры создали эффектный и роскошный современный интерьер

SALON-Interior
Как похудела Адель: все особенности и полный план питания на диете Sirtfood Как похудела Адель: все особенности и полный план питания на диете Sirtfood

Певица Адель, похоже, решила круто изменить свою жизнь

Cosmopolitan
Приземлить большого человека. Можем ли мы остановить порывы властителей к великим переустройствам Приземлить большого человека. Можем ли мы остановить порывы властителей к великим переустройствам

Нет ли шанса хотя бы попытаться вернуть возможность приземлять больших людей?

СНОБ
Чем пахнет в доме Чем пахнет в доме

От запахов в твоем жилище зависит, каким будет настроение домочадцев

Лиза
Юрий Абрамов: Спасать жизни — моя профессия. Отрывок из книги Юрий Абрамов: Спасать жизни — моя профессия. Отрывок из книги

Отрывок из сборника воспоминаний советского хирурга

СНОБ
Как построить свечной бизнес и не прогореть Как построить свечной бизнес и не прогореть

Мира Бруман может смело давать советы стартаперам

РБК
Безоперационная ринопластика: правда о «новом носе» от пластического хирурга Безоперационная ринопластика: правда о «новом носе» от пластического хирурга

Возможно ли изменить размер и форму носа, не ложась под хирургический нож?

Cosmopolitan
Когда пора к психологу: 7 тревожных признаков Когда пора к психологу: 7 тревожных признаков

Есть как минимум семь случаев, когда нужно сказать о своей проблеме специалисту

Maxim
История одной победы: Ксения выздровела благодаря вам История одной победы: Ксения выздровела благодаря вам

История героини, которая смогла победить онкологию

Cosmopolitan
Егермейстер: как правильно пить и чем закусывать немецкий ликер «с оленем» Егермейстер: как правильно пить и чем закусывать немецкий ликер «с оленем»

Веселый и вкусный напиток, с которым нужно быть осторожным.

Playboy
5 советов, как быть отцом ребенка во время новогодних праздников 5 советов, как быть отцом ребенка во время новогодних праздников

Тонкости воспитания, которые следует учесть отцу на зимних каникулах

Maxim
Открыть в приложении