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

До и после Гагарина: как становятся космонавтами До и после Гагарина: как становятся космонавтами

Что происходит за стенами ЦПК, которому стукнуло аккурат 60 лет

Популярная механика
10 пугающих фактов о сонном параличе 10 пугающих фактов о сонном параличе

Сонный паралич – одно из самых неприятных расстройств, связанных со сном

Популярная механика
Черная дыра извергает потоки вещества со сверхсветовой скоростью Черная дыра извергает потоки вещества со сверхсветовой скоростью

Ученые не сломали физику, а нашли пример сверхсветого движения

Популярная механика
12 фактов о Михаиле Мишустине — следующем премьер-министре России 12 фактов о Михаиле Мишустине — следующем премьер-министре России

Интересные факты о новом главе кабинета министров

СНОБ
Грюнвальдские мечи польских королей Грюнвальдские мечи польских королей

Грюнвальдская битва и пропавшие королевские регалии

Дилетант
Потребительский терроризм: почему защита прав дольщиков привела к незащищенности застройщиков? Потребительский терроризм: почему защита прав дольщиков привела к незащищенности застройщиков?

Потребительский терроризм – это злоупотребление правом, или мошенничество

Forbes
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
Правильные выводы Правильные выводы

Семь способов, как привести себя в порядок

OK!
Как добиться от своей женщины уважения: 13 золотых правил Как добиться от своей женщины уважения: 13 золотых правил

Любовь даже самой лучшей девушки в мире рано или поздно надоедает

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

Красотой и талантом Джессики Альбы можно восхищаться круглосуточно

Playboy
Дмитрию Маликову - 50! Любопытные факты о нем, которых ты точно не знала Дмитрию Маликову - 50! Любопытные факты о нем, которых ты точно не знала

Вспоминаем интересные моменты биографии Дмитрия Маликова

Cosmopolitan
Как страшно жить Как страшно жить

Главные фобии XXI века и способы, которые помогут с ними справиться

Лиза
Зима в фокусе Зима в фокусе

Деревья в инее, храмы, просторы выглядят как открытка «Из России с любовью»

Лиза
Сил моих больше нет Сил моих больше нет

Мало кому из родителей нравится повышать голос на своих детей

Лиза
Счет-фактура Счет-фактура

Родольф Парант соединил в интерьере брутальные детали и изящные росписи

AD
Кто решает, как будут выглядеть Джим Керри, Бретт Гельман и Билл Хейдер на красной дорожке? Кто решает, как будут выглядеть Джим Керри, Бретт Гельман и Билл Хейдер на красной дорожке?

Голливудский стилист Марк Холмс очень любит свою работу

GQ
Как выбрать лучший эллиптический тренажер для дома: полезные советы по выбору Как выбрать лучший эллиптический тренажер для дома: полезные советы по выбору

Расскажем обо всех нюансах эллиптических тренажеров и предложим лучшие модели

CHIP
Герои нового времени: главные молодые предприниматели десятилетия Герои нового времени: главные молодые предприниматели десятилетия

Основатели и основательницы самых перспективных стартапов прошедшего десятилетия

Forbes
15 книг миллиардеров, которые помогут создать прибыльный бизнес 15 книг миллиардеров, которые помогут создать прибыльный бизнес

Мемуары людей из списка Forbes, которые стоит прочитать

Forbes
Фильм «Маяк»: мрачное путешествие в ад человеческой души Фильм «Маяк»: мрачное путешествие в ад человеческой души

Роберт Паттинсон и Уиллем Дефо играют в «Маяке» на пределе своих возможностей

GQ
Уколы – они и в Африке уколы Уколы – они и в Африке уколы

Анастасия Овчинникова протестировала процедуру Uzuri 2.0 и делится впечатлениями

Cosmopolitan
Жаворонок и сова уже неактуальны. Узнай, кто ты: медведь, волк или, может, дельфин? Жаворонок и сова уже неактуальны. Узнай, кто ты: медведь, волк или, может, дельфин?

Новое исследование суточных биоритмов поможет тебе стать продуктивнее

Maxim
10 доказанных наукой способов поднять себе настроение 10 доказанных наукой способов поднять себе настроение

Ты не можешь повлиять на цену нефти, зато есть способы поднять себе настроение

Maxim
Почему светят звёзды? Почему светят звёзды?

Какие внутренние процессы заставляют звёзды излучать свет?

Наука и жизнь
Деменция в наследство: можно ли уберечь себя? Деменция в наследство: можно ли уберечь себя?

Изменение образа жизни может помочь даже тем, у кого «плохая генетика»

Psychologies
На пороге нового катаклизма: почему России и миру предстоят грозные 2020-е На пороге нового катаклизма: почему России и миру предстоят грозные 2020-е

В чем радикальное отличие завершившегося десятилетия 2010-х от предыдущих

Forbes
«Не верьте всему, что крутится в голове»: правда и ложь о навязчивых мыслях «Не верьте всему, что крутится в голове»: правда и ложь о навязчивых мыслях

Тревожные, повторяющиеся мысли мучают многих людей

Psychologies
Хождение инноваторов по банкам: почему hi-tech компаниям легче получить кредит за границей, чем в России Хождение инноваторов по банкам: почему hi-tech компаниям легче получить кредит за границей, чем в России

«Исписали тонны бумаги, но кредита так и не получили»

Forbes
Глобальное потепление в режиме онлайн. Почему на Севере нет снега, а Австралию уничтожают пожары Глобальное потепление в режиме онлайн. Почему на Севере нет снега, а Австралию уничтожают пожары

Что думают метеорологи о погодных аномалиях

СНОБ
Зверское противостояние Зверское противостояние

Зоопарки Берлина как зеркало холодной войны

Forbes
Открыть в приложении