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

Таблетки от обжорства Таблетки от обжорства

Как правильно принимать ферменты

Лиза
В зиму на выходные В зиму на выходные

Зимой мне очень хочется зимы — настоящей, морозной и снежной

Наука и жизнь
8 фактов о космосе, в которые трудно поверить 8 фактов о космосе, в которые трудно поверить

Рассказываем, что необычного скрывает космос

РБК
Как победить в снежки Как победить в снежки

Учим профессионально кидаться снегом

Maxim
Чтоб я так жил… Чтоб я так жил…

Соцсети распространили по всему миру новый «вирус» – синдром неудачника

Лиза
Самые частые ошибки с сапогами, которые мы совершаем: не делай так! Самые частые ошибки с сапогами, которые мы совершаем: не делай так!

Как не стоит носить сапоги и почему

Cosmopolitan
Миллиард долларов на ветер: как миллионеры теряют деньги на частных перелетах Миллиард долларов на ветер: как миллионеры теряют деньги на частных перелетах

Клиенты, пользующиеся чартерными бизнес-джетами, страдают от наценок брокеров

Forbes
Как развивалась горнолыжная экипировка Как развивалась горнолыжная экипировка

Как разработки Colmar повлияли на стандарт горнолыжной одежды и моду в целом

Esquire
100 отжиманий за 6 недель: программа, которая приведет тебя в форму 100 отжиманий за 6 недель: программа, которая приведет тебя в форму

Хватит откладывать, пора начинать

Playboy
10 лучших драматических сериалов за последние 10 лет 10 лучших драматических сериалов за последние 10 лет

Десять отличных телевизионных драм, снятых за последние 10 лет

Esquire
Восточный люкс: как одеваются турецкие актрисы на дорожке и в жизни Восточный люкс: как одеваются турецкие актрисы на дорожке и в жизни

Мы поближе познакомились с популярными в Турции актрисами и изучили их стиль

Cosmopolitan
Как изменились Райдер, Сарандон и другие звезды фильма «Маленькие женщины» Как изменились Райдер, Сарандон и другие звезды фильма «Маленькие женщины»

Как изменились актрисы «Маленьких женщин» спустя четверть века

Cosmopolitan
Фильм «Маяк» с Робертом Паттинсоном и Уиллемом Дефо: рецензия Фильм «Маяк» с Робертом Паттинсоном и Уиллемом Дефо: рецензия

Образцовый фильм ужасов — «Маяк» американца Роберта Эггерса

Esquire
Как решать конфликты на работе? 5 советов экспертов Как решать конфликты на работе? 5 советов экспертов

Конфликт на рабочем месте — случай нередкий, но разрешимый

Playboy
«Секс в большом городе» и «Реальная любовь»: сколько стоят свадьбы из фильмов «Секс в большом городе» и «Реальная любовь»: сколько стоят свадьбы из фильмов

Во сколько обошлась свадебная церемония наших любимых пар из кино

Cosmopolitan
Настольный капитализм Настольный капитализм

Самая известная настольная игра мира «Монополия» отмечает юбилей

Огонёк
Поколение Путина: Financial Times рассказала о взглядах россиян, выросших при действующем президенте Поколение Путина: Financial Times рассказала о взглядах россиян, выросших при действующем президенте

Что возобладает в молодежной среде в ближайшие годы?

Forbes
История Telegram и TON от первого лица: что Павел Дуров рассказал адвокату SEC в Дубае История Telegram и TON от первого лица: что Павел Дуров рассказал адвокату SEC в Дубае

Павел Дуров рассказал, почему в Telegram до сих пор нет рекламы

Forbes
5 ошибок родителей 5 ошибок родителей

Помогая ребенку с выбором профессии, мы порой перегибаем палку

Лиза
Харуки Мураками — о начале своего пути к большой литературе. Фрагмент книги «Писатель как профессия» Харуки Мураками — о начале своего пути к большой литературе. Фрагмент книги «Писатель как профессия»

Знаменитый японский писатель Харуки Мураками делится опытом

Esquire
Большое Никитское наступление Большое Никитское наступление

Как счастливые исключения сделать правилом

Огонёк
Тех же щей погуще влей. Станет ли правительство Мишустина «командой прорыва» Тех же щей погуще влей. Станет ли правительство Мишустина «командой прорыва»

Стоит ли теперь ждать от кабинета Мишустина экономического прорыва?

СНОБ
Здесь мерилом работы считают усталость. Так ли уж вредны длинные выходные? Здесь мерилом работы считают усталость. Так ли уж вредны длинные выходные?

Нужно ли большие зимние и осенние выходные сократить?

СНОБ
«Пекин сделает столько боеголовок, сколько нужно» «Пекин сделает столько боеголовок, сколько нужно»

За последние десятилетия Китай накопил десятки тонн оружейного урана и плутония

Эксперт
«Маленькие женщины» – неожиданный поворот в карьере Греты Гервиг «Маленькие женщины» – неожиданный поворот в карьере Греты Гервиг

Фильм «Маленькие женщины» – безусловный триумф

GQ
Лучшие документальные фильмы Netflix Лучшие документальные фильмы Netflix

Собрали для вас самые интересные работы, на которые не жалко потратить время.

GQ
Егор Корешков: «Близких людей не может быть много» Егор Корешков: «Близких людей не может быть много»

Егор Корешков о стеснении, джентльменских замашках и распределении ролей в паре

Cosmopolitan
Лимит в €200: чем обернется снижение пошлины на интернет-покупки Лимит в €200: чем обернется снижение пошлины на интернет-покупки

Рассказываем, как теперь совершать покупки и что будет дальше

РБК
Как научиться мыслить критически: практикум для подростков Как научиться мыслить критически: практикум для подростков

Отрывок из книги «Критическое мышление»

Psychologies
Как посмотреть все драйверы в Windows 10 без установки сторонних приложений Как посмотреть все драйверы в Windows 10 без установки сторонних приложений

Управлять драйверами в Windows 10 можно с помощью лишь одной команды

CHIP
Открыть в приложении