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

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

Рассказываем, что необычного скрывает космос

РБК
Почему могут перестать летать российские ракеты? Правда об инвестициях в Россию, которая не прозвучала в Давосе Почему могут перестать летать российские ракеты? Правда об инвестициях в Россию, которая не прозвучала в Давосе

Какая проблема российских властей мешает привлекать иностранные инвестиции

Forbes
Вопрос-ответ Вопрос-ответ

Эксперты отвечают на вопросы читателей

Вокруг света
Как Джон Майер стал одним из самых влиятельных часовых коллекционеров Как Джон Майер стал одним из самых влиятельных часовых коллекционеров

Бизнесмены, музыканты, актеры хотят носить такие же часы, как у Джона Майера

GQ
Лестница в небо Лестница в небо

Разговор с одним из тех, кто взглянул смерти в глаза

GQ
«Дорога пролетела как один миг». Чем известен министр Евгений Дитрих «Дорога пролетела как один миг». Чем известен министр Евгений Дитрих

Несколько интересных фактов о министре транспорта Евгении Дитрихе

РБК
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
Лучшая переводная фантастика 2019 года: что почитать Лучшая переводная фантастика 2019 года: что почитать

Подборка самых свежих и неординарных романов в жанре научной фантастики

Популярная механика
Формируем полезные привычки: три лайфхака Формируем полезные привычки: три лайфхака

Как без лишних усилий развить и закрепить желаемое поведение

Psychologies
Реинкарнация или совпадение: история близнецов Дженнифер и Джиллиан Реинкарнация или совпадение: история близнецов Дженнифер и Джиллиан

Существует ли реинкарнация?

Cosmopolitan
«Скрупулезный следователь»: кто сменит Юрия Чайку в Генпрокуратуре и чего от него ждать «Скрупулезный следователь»: кто сменит Юрия Чайку в Генпрокуратуре и чего от него ждать

Игорь Краснов стал кандидатом на пост генпрокурора

Forbes
Детский расизм и ложная память. Какие эксперименты над людьми проводили в XX веке Детский расизм и ложная память. Какие эксперименты над людьми проводили в XX веке

Представьте, что люди с голубым цветом глаз превосходят вас — они умнее и лучше

Forbes
5 мифов о детоксе 5 мифов о детоксе

С задачами популярных детокс-диет организм может справиться самостоятельно

Домашний Очаг
Это нам по зубам! Это нам по зубам!

Стоит ли прибегать к профессиональному отбеливанию, если есть домашние способы

Лиза
Собачий бизнес по совету Цукерберга: как вице-президент Facebook бросил карьеру ради корма для животных Собачий бизнес по совету Цукерберга: как вице-президент Facebook бросил карьеру ради корма для животных

Топ-менеджер Facebook Том Аррикс оставил должность ради собственного бизнеса

Forbes
«Для миллениалов это может сработать»: как устроена работа сервиса «Яндекс.Лавка» «Для миллениалов это может сработать»: как устроена работа сервиса «Яндекс.Лавка»

«Яндекс.Лавка» осваивает рынок доставки продуктов питания

Forbes
Потерянный рай: как дауншифтеры возвращаются в Россию и строят карьеру с нуля Потерянный рай: как дауншифтеры возвращаются в Россию и строят карьеру с нуля

Иногда желание перезагрузиться может обернуться кошмаром

Forbes
Павел Крупник Павел Крупник

Общественный деятель Павел Крупник и первый государственный хоспис в России

Собака.ru
Как и на что будут жить принц Гарри и Меган Маркл после отказа от титулов Как и на что будут жить принц Гарри и Меган Маркл после отказа от титулов

Мало кто пишет о том, чем в дальнейшем будут заниматься Меган и Гарри

Cosmopolitan
Бальзаковский возраст: как технологии помогают осваивать новые профессии Бальзаковский возраст: как технологии помогают осваивать новые профессии

Вероятность остаться без работы для женщин на 20% выше, чем для мужчин

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
Камни, которые растут Камни, которые растут

Цветные камни могут составить конкуренцию бриллиантам в инвестиционном поле

Robb Report
8 причин, почему мы вечно не сдерживаем свои новогодние обещания 8 причин, почему мы вечно не сдерживаем свои новогодние обещания

Причины, которые обычно мешают людям получить желаемое

Playboy
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
Иван Сорокин: От детского сада до вуза. Как меняется эффективность частного образования в России Иван Сорокин: От детского сада до вуза. Как меняется эффективность частного образования в России

Многие родители считают, что ребенка следует обучать чуть ли не с пеленок

СНОБ
Выжить в теории: какова вероятность, что произойдет нечто невероятное Выжить в теории: какова вероятность, что произойдет нечто невероятное

Статистика — штука без эмоций, сплошная математика

Популярная механика
Снюс: что это такое, вред и польза бездымного табачного продукта из Швеции Снюс: что это такое, вред и польза бездымного табачного продукта из Швеции

Снюс — что это, наркотик или хорошая альтернатива сигаретам?

Playboy
Звезды 90-х, о которых мы давно не слышали Звезды 90-х, о которых мы давно не слышали

Рассказываем, чем сегодня заняты популярные музыканты 1990-х

РБК
7 вопросов Геннадию Менжулину, климатологу 7 вопросов Геннадию Менжулину, климатологу

Геннадий Менжулин о потеплении

Русский репортер
Не для слабонервных: 10 самых омерзительных блюд в мире Не для слабонервных: 10 самых омерзительных блюд в мире

Самые кошмарные национальные блюда, которыми можно напугать до чертиков

Cosmopolitan
Открыть в приложении