Микробные фармацевты внутри нас

Микробиом может влиять на многие важнейшие процессы в организме хозяина

Наука и жизньНаука

Микробные фармацевты внутри нас

Давно не новость, что микробиом может влиять на многие важнейшие процессы в организме хозяина. Удивительно лишь то, что до сих пор в этом вопросе много белых пятен, одно из которых — влияние микроорганизмов на биотрансформацию всего, что человек кладёт в рот, и не только.

Известный канадский врач Уильям Ослер (1849—1919) достаточно метко охарактеризовал одну из важнейших проблем медицины: «Если бы пациенты не были такими разными, медицина вполне могла бы быть наукой, а не искусством». Уильям Ослер, конечно, ничего не знал о генетике. Но даже в XIX веке было широко известно, что люди очень по-разному реагируют на одни и те же лекарства.

Предполагалось, что расшифровка последовательности трёх миллиардов букв, составляющих геном человека, наконец раскроет генетическую основу каждой болезни и позволит учесть бóльшую часть различий между людьми. Но всё стало только сложнее. Самым поразительным оказалось то, что генов у человека вовсе не 100 000, как предполагалось ранее, а всего лишь около 20 000, причём различия между этими генами не полностью объясняют широкую изменчивость среди людей.

Микроорганизмы, обитающие в кишечнике, в совокупности кодируют на порядки больше генов, чем весь геном человека. Похоже, это и есть тот фактор, влияние которого до сих пор не учитывалось. Это генетическое разнообразие обеспечивает богатый набор ферментов, потенциально способных принять участие во многих процессах, в том числе и в метаболизме лекарств.

Тёмный лес внутреннего мира человека

Нобелевский лауреат
1939 года по
физиологии и медицине
Герхард Домагк
Фото: http://www.nobelprize.
org/nobel_prizes/medicine/
laureates/1939/
Wikimedia Commons/PD

Наше тело колонизировано триллионами различных микроорганизмов, представленных тысячами видов, относящихся к бактериям, грибам и даже археям. Большинство из них обосновалось в кишечнике, что создаёт некоторые трудности для их изучения — на первый взгляд небольшие. Казалось бы, что сложного в том, чтобы взять пробу из кала и культивировать его обитателей на питательной среде?

Так долгое время и изучали микрофлору. Но с появлением технологии секвенирования — установления последовательности нуклеотидов в ДНК — выяснилось, что те микроорганизмы, которых научились культивировать, составляют всего около 7—10% разнообразия обитателей нашего кишечника. Бóльшая часть микроорганизмов настолько приспособилась к его специфичным условиям, что моментально гибнет, стоит им лишиться привычного окружения. Внутри человеческого тела микроорганизмы образуют сложные многовидовые сообщества, в которых взаимодействуют так тесно, что каждый из них может погибнуть без своих соседей. Вот и приходится изучать их по фрагментам ДНК, полученным напрямую из кишечника.

Наука об изучении генетического разнообразия микроорганизмов, полученных непосредственно из среды, называется метагеномикой. Она изменила наше понимание микробного мира, позволив уйти от необходимости выделять и культивировать отдельные виды. Теперь мы можем судить о ранее невиданных таксонах по последовательностям ДНК, полученным прямо из микробного сообщества.

Обычно для анализа метагенома используют расшифровку последовательности гена, кодирующего 16S рРНК — молекулу, входящую в состав рибосомы. Часть этого гена очень консервативна, то есть универсальна для огромного числа организмов. Но некоторые его внутренние области варьируют, и с их помощью можно отслеживать пути эволюции.

Изучение генов микробного сообщества привело к появлению понятия микробиома — совокупности всех генов сообщества микроорганизмов. Микробы выполняют важнейшие функции в организме хозяина: расщепление растительных полисахаридов, которые просто так не усваиваются, биосинтез витаминов и аминокислот, детоксикация ядов, развитие иммунной системы хозяина и многое другое. От них зависят процессы, на первый взгляд никак с микроорганизмами не связанные, — от нарушений метаболизма до психических заболеваний.

В 2008 году группа биологов из США запустила проект «Микробиом человека» (Human Microbiome Project, HMP), чтобы составить перепись хотя бы части обитателей нашего организма и установить особенности их взаимодействия с хозяином. Уже расшифровано более трёх миллионов генов — это в 150 раз больше, чем всё количество генов в нашем геноме.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Общедоступный! Общедоступный!

О Матвее Никаноровиче Глубоковском

Наука и жизнь
Новая мода: прийти в сознание Новая мода: прийти в сознание

Самый современный тренд в фэшн-индустрии сегодня – осознанная мода

Лиза
Археология в 2019 году: несколько интересных находок Археология в 2019 году: несколько интересных находок

Интересные археологические находки 2019 года

Наука и жизнь
Загадка Алленстаунской четверки: жуткое неразгаданное убийство Загадка Алленстаунской четверки: жуткое неразгаданное убийство

Полиция до сих пор не знает, кем именно были его жертвы

Cosmopolitan
Смерть бессильного вождя Смерть бессильного вождя

Это был лидер страны, у которого из средств общения осталась только мимика

Дилетант
Тадеуш Боровский Тадеуш Боровский

Польша сегодня наш главный оппонент в исторических дискуссиях

Дилетант
10 самых здоровых стран мира 10 самых здоровых стран мира

Мы ждем лета, чтобы снова путешествовать по нашим любимым странам

GQ
Бабушкина шкатулка для внука. Почему мужчины стали носить украшения Бабушкина шкатулка для внука. Почему мужчины стали носить украшения

Почему в мужском модном гардеробе могут поселиться бриллиантовые броши?

Forbes
Рейтинг брендов Рейтинг брендов

Бренды, которые стали заметны на рынке за год

Forbes
8 шагов к эмоциональной устойчивости 8 шагов к эмоциональной устойчивости

Среди советов о том, как пережить трудности, мы выбрали 8 самых действенных

Psychologies
Эскроу-революция Эскроу-революция

Реформа рынка жилищного строительства буксует

Эксперт
Как коронавирус отражается на модной индустрии Как коронавирус отражается на модной индустрии

Падение акций, закрытие магазинов и другие кошмары модной индустрии

GQ
Отряд Дамбл… Давора Отряд Дамбл… Давора

Как родители и дети решили отстоять директора школы

Русский репортер
Середина в голову Середина в голову

Кризис среднего возраста может быть связан… с нашей биологией

Огонёк
«Папа теперь миллиардер» «Папа теперь миллиардер»

У Клима Шипенко сейчас время абсолютного триумфа

OK!
«Я танцевала с Фиделем Кастро». Жители пансионата ветеранов труда о своей жизни «Я танцевала с Фиделем Кастро». Жители пансионата ветеранов труда о своей жизни

Жизнь в доме престарелых многим представляется унылой и скучной, но это не так

СНОБ
Мы так не договаривались! Как решать разногласия в паре Мы так не договаривались! Как решать разногласия в паре

Все способы решить разногласия в паре делятся на несколько групп

Домашний Очаг
Странный древний червь отбросил ноги и обзавелся трубкой Странный древний червь отбросил ноги и обзавелся трубкой

Это самое древнее из известных животных, избавившееся от ненужных частей тела

National Geographic
Paradis Paradis

Ванесса Паради давно стала национальным достоянием Франции

Elle
7 самых распространенных ошибок, которые мы совершаем во время занятий любовью 7 самых распространенных ошибок, которые мы совершаем во время занятий любовью

Эти промахи портят твою интимную жизнь

Playboy
Мария Шарапова уходит из спорта. Главные итоги 20-летней карьеры теннисистки Мария Шарапова уходит из спорта. Главные итоги 20-летней карьеры теннисистки

Мария Шарапова: основные достижения и провалы за два десятилетия на корте

Forbes
Стойкие тихоходки: мощь в миниатюре Стойкие тихоходки: мощь в миниатюре

Крохотные обитатели мхов защищают свою ДНК от самых суровых нападок природы

National Geographic
Феномен незрячих: слепые с рождения не страдают шизофренией Феномен незрячих: слепые с рождения не страдают шизофренией

Объяснение данному феномену пока не найдено

National Geographic
Приставка — корень Приставка — корень

Пока мы читали книги и обсуждали фильмы, видеоигры стали новым видом искусства

GQ
Как помыть СВЧ-печь быстро и легко Как помыть СВЧ-печь быстро и легко

Несколько советов о том, как помыть микроволновку подручными средствами

Популярная механика
Близорукий мозг: почему мы зря обесцениваем свое будущее Близорукий мозг: почему мы зря обесцениваем свое будущее

Фрагмент из книги «Сила эмоций» издательства «Манн, Иванов и Фербер»

Forbes
Новая болезнь рубля: когда остановится вызванный коронавирусом обвал российской валюты Новая болезнь рубля: когда остановится вызванный коронавирусом обвал российской валюты

Российский рынок после длинных выходных переживает обвал

Forbes
Разбитый кувшин. Как избавиться от страхов и перестать винить себя за «недостатки» Разбитый кувшин. Как избавиться от страхов и перестать винить себя за «недостатки»

Джен Синсеро написала книгу-тренинг с множеством понятных упражнений и техник

Forbes
Стоит ли ожидать благодарности от внуков за денежные подарки? Стоит ли ожидать благодарности от внуков за денежные подарки?

Почему внуки не благодарят бабушек и дедушек за денежные подарки?

Psychologies
Как не превратиться в Эмму? Как не превратиться в Эмму?

Ученые создали манекен Эмму – так будет выглядеть рядовой сотрудник через 20 лет

Здоровье
Открыть в приложении