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

Что говорят о нас отношения с деньгами Что говорят о нас отношения с деньгами

По тому, как человек относится к деньгам, можно определить его образ мышления

Psychologies
Морская фигура Морская фигура

Актриса и новая ведущая реалити-шоу «Место под солнцем» Наталья Рудова на пляже

Maxim
Наука гигиены: как часто менять постельное белье и стирать вещи — 9 правил Наука гигиены: как часто менять постельное белье и стирать вещи — 9 правил

Как правильно поддерживать чистоту в доме

Популярная механика
Колокола на пули: как новый фильм Терренса Малика учит принятию смерти Колокола на пули: как новый фильм Терренса Малика учит принятию смерти

О долгожданной российской премьере фильма «Тайная жизнь»

Forbes
Названы звезды, подходящие для Названы звезды, подходящие для

Астрономы назвали класс звезд, наиболее комфортных для возникновения жизни

Популярная механика
«Дело Ричарда Джуэлла»: крепкая драма Клинта Иствуда про теракт на Олимпиаде в Атланте, где герой становится подозреваемым «Дело Ричарда Джуэлла»: крепкая драма Клинта Иствуда про теракт на Олимпиаде в Атланте, где герой становится подозреваемым

Клинт Иствуд снял крепкое и актуальное в эпоху fake news кино

Esquire
Карьерный коуч Ольга Лермонтова: 5 внутренних установок, которые препятствуют карьерному росту Карьерный коуч Ольга Лермонтова: 5 внутренних установок, которые препятствуют карьерному росту

Какие убеждения могут помешать сделать карьеру

СНОБ
Загадки невесты Ильича Загадки невесты Ильича

В своей бурной жизни Надежда Петровская успела побывать даже невестой Ленина

Дилетант
Пример для детей: как я похудела на 27 кило и создала свою собственную диету Пример для детей: как я похудела на 27 кило и создала свою собственную диету

Наша героиня, человек с творческим подходом, решила не следовать чужим советам

Cosmopolitan
Такие папы нам нравятся Такие папы нам нравятся

Сегодня отцы становятся все включеннее и внимательнее к детям

Домашний Очаг
Богатейшего человека мира взломали через WhatsApp. Можно ли вообще защитить свой смартфон? Богатейшего человека мира взломали через WhatsApp. Можно ли вообще защитить свой смартфон?

Можно ли вообще защитить свои данные?

Forbes
Как экономить на электроэнергии: 8 советов эксперта Как экономить на электроэнергии: 8 советов эксперта

Предлагаем самые простые и универсальные способы экономии электроэнергии

Популярная механика
Кинотеатр «Юность» Кинотеатр «Юность»

Кинокритики хвалят Тимоти Шаламе за игру, редакторы моды — за стиль

Glamour
Голова не болит: как быстро избавиться от похмелья Голова не болит: как быстро избавиться от похмелья

Рассказываем, как быстро преодолеть абстинентный синдром после алкоголя

Cosmopolitan
Муза Муза

Солистка IOWA Катя Иванчикова в буквальном смысле воспевает экосознательность

Собака.ru
Что мы знаем о внеземных жителях 130 лет спустя? Что мы знаем о внеземных жителях 130 лет спустя?

Как мечтали в прошлом о жизни на других планетах, и как о ней рассуждают сейчас?

Наука и жизнь
Алёна Дерябина. Пример для подражания Алёна Дерябина. Пример для подражания

Алёна Дерябина почти десять лет руководит компанией «Донстрой»

Cosmopolitan
Бег с отягощением Бег с отягощением

Фантастический рассказ

Наука и жизнь
На страже короны На страже короны

Телохранители героини «Татлера» эволюционировали внешне и по функционалу

Tatler
Повесть о сыновьях молчаливых дней. Как начиналась магнитофонная летопись русского рока Повесть о сыновьях молчаливых дней. Как начиналась магнитофонная летопись русского рока

Почему стоит прочитать книгу «100 магнитоальбомов советского рока»

СНОБ
Как развивалась горнолыжная экипировка Как развивалась горнолыжная экипировка

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

Esquire
Корректируем питание и тренировки: типы телосложения человека Корректируем питание и тренировки: типы телосложения человека

Чтобы похудение было эффективным, нужно определить особенности телосложения

Cosmopolitan
Духи на распив по-донецки Духи на распив по-донецки

Как почувствовать войну, родину и застойную тоску

Русский репортер
Это нам по зубам! Это нам по зубам!

Стоит ли прибегать к профессиональному отбеливанию, если есть домашние способы

Лиза
Больше не наливать! Реальные и смешные истории про девушек и алкоголь Больше не наливать! Реальные и смешные истории про девушек и алкоголь

Иногда алкоголь становится почвой для смешных историй

Cosmopolitan

Возможно, твои мотивы недостаточно сильны - и нужно найти другие

Cosmopolitan
Почему инвестировать в Facebook, Apple, Netflix и Google сейчас — не лучшая идея Почему инвестировать в Facebook, Apple, Netflix и Google сейчас — не лучшая идея

Покупать акции гигантов сегодня ― все равно что гнать по петляющей дороге

Forbes
Судьба «Рольфа»: кто и за сколько может купить компанию Сергея Петрова Судьба «Рольфа»: кто и за сколько может купить компанию Сергея Петрова

Какой может быть цена «Рольфа» и кого могла заинтересовать сделка?

Forbes
«Сидел в камере без окон». Карлос Гон объяснил побег «Сидел в камере без окон». Карлос Гон объяснил побег

Экс-глава Renault–Nissan–Mitsubishi исключил причастность к махинациям

РБК
Как вести арт-собрание Как вести арт-собрание

Что делать, чтобы коллекция искусства оправдала вложенные средства и усилия?

Robb Report
Открыть в приложении