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

Исторический рейтинг Исторический рейтинг

Tripadvisor XIX века от Императорского Русского географического общества

Вокруг света
Итоги десятилетия: выхода нет. Почему нынешний российский режим ждет печальная судьба Итоги десятилетия: выхода нет. Почему нынешний российский режим ждет печальная судьба

Десять лет назад в России был другой президент и Твиттер был новинкой

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

Рассказываем, что необычного скрывает космос

РБК
Кэндес Бушнелл: Есть ли еще секс в большом городе? Отрывок из книги Кэндес Бушнелл: Есть ли еще секс в большом городе? Отрывок из книги

Кэндес Бушнелл: рассуждает об интимных вопросах в своей новой книге

СНОБ
Члены королевских семей, которые добровольно отказывались от статуса Члены королевских семей, которые добровольно отказывались от статуса

Кто из представителей монархии складывал с себя полномочия

Cosmopolitan
Актриса непростого ремесла Актриса непростого ремесла

Катрин Денев — о кино и сельскохозяйственных выставках

GQ
Денежная машина для дочери президента: как создала бизнес богатейшая женщина Африки и гражданка России Изабель душ Сантуш Денежная машина для дочери президента: как создала бизнес богатейшая женщина Африки и гражданка России Изабель душ Сантуш

Богатейшая женщина Африки Изабель душ Сантуш создала бизнес-империю

Forbes
Дрянная девчонка Дрянная девчонка

От сериала «Дрянь» до бондианы — история успеха Фиби Уоллер-Бридж

Vogue
Ракетное топливо улучшили с помощью радиации Ракетное топливо улучшили с помощью радиации

Радиационная обработка полимеров ускоряет получение ракетного топлива

Популярная механика
15 мыслей Яна Яновского 15 мыслей Яна Яновского

Инвестбанкир Ян Яновский — о завещании и счастье

GQ
«Нельзя», «можно» или «надо»? Шпаргалка для родителей «Нельзя», «можно» или «надо»? Шпаргалка для родителей

Шпаргалка по открытым и доверительным отношениям взрослых и детей

Psychologies
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
С чего начать слушать джаз С чего начать слушать джаз

Современный человек отказывает себе в джазе потому, что не знает, с чего начать

Maxim
Уиллем Дефо: «Временами мне было страшновато на съемках „Маяка“» Уиллем Дефо: «Временами мне было страшновато на съемках „Маяка“»

Уиллем Дефо о том, как оказался на необитаемом острове с Робертом Паттинсоном

Maxim
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
8 красивых и странных подземных городов 8 красивых и странных подземных городов

Подземные города мира, открытые для посещения

Maxim
История счастливого брака, или эссе о простых радостях жизни История счастливого брака, или эссе о простых радостях жизни

Отрывок из книги писательницы Энн Пэтчетт

Forbes
Как выбрать горшок для цветов: лайфхаки для создания оазиса в доме Как выбрать горшок для цветов: лайфхаки для создания оазиса в доме

Эти рекомендации помогут создать уют в доме

Cosmopolitan
Cтойка на голове — вред или польза? Cтойка на голове — вред или польза?

Можно ли делать стойку на голове и руках начинающим йогам и спортсменам

Cosmopolitan
Мамина школа Мамина школа

Актриса Дарья Мороз о воспитании подростка, статусе и новых витках в карьере

OK!
«Дружба» требует ремонта «Дружба» требует ремонта

Что с легендарным нефтепроводом и почему Москва и Минск не могут договориться

Огонёк
Кино, кино и домино Кино, кино и домино

Два брата дают вторую жизнь заброшенным советским кинотеатрам в Москве

Forbes
«Мегсит» и «Брексит» «Мегсит» и «Брексит»

Кризис в британской королевской семье «Мегсит»

Огонёк
Поймать дзен Поймать дзен

Эту съемку инфлюенсер и экоактивистка Айза Анохина сделала на Бали

OK!
Бой с тенью: тренировки по боксу в домашних условиях Бой с тенью: тренировки по боксу в домашних условиях

Бокс развивает выносливость и силу, «подсушивает» тело

Cosmopolitan
Опасный бодипозитив: надо ли бояться, что все растолстеют? Опасный бодипозитив: надо ли бояться, что все растолстеют?

Приведут ли полные модели на подиумах и в журналах к повальному набору веса

Cosmopolitan
Скромный король деталей: каким человеком был Карл Лагерфельд на самом деле Скромный король деталей: каким человеком был Карл Лагерфельд на самом деле

Фрагмент из книги «Тайна по имени Лагерфельд»

Forbes
Сильные духом: самые влиятельные молодые русские парфюмеры Сильные духом: самые влиятельные молодые русские парфюмеры

Несколько действительно интересных нишевых парфюмерных марок

Forbes
Волшебный шкаф Волшебный шкаф

Проблема «нечего надеть» не зависит ни от дохода, ни от величины гардероба

Добрые советы
Железная леди Железная леди

И сегодня 61‑летней актрисе есть что показать и чем поделиться

GQ
Открыть в приложении