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

Грибные темы Грибные темы

Используют ли грибы иначе, кроме как в пищу? Разберемся вместе с микологами

Вокруг света
Вечно пьяные: что такое внутренний алкоголь и зачем он нужен Вечно пьяные: что такое внутренний алкоголь и зачем он нужен

Каким образом крепкие напитки ведут к депрессии

РБК
Сила воли: что мешает нам добиваться цели Сила воли: что мешает нам добиваться цели

Проблема отсутствия силы воли – в образе жизни, который ее ослабляет

Psychologies
Экстремал, подвинься: для кого сделали GoPro Hero 8 Black Экстремал, подвинься: для кого сделали GoPro Hero 8 Black

К нам на тест попала новейшая экшен-камера GoPro Hero 8 Black

Популярная механика
Пернатые дельфины наших дворов. Статья о непростых птицах воронах Пернатые дельфины наших дворов. Статья о непростых птицах воронах

Эдгар По гордился бы нами: мы тоже увековечили ворона!

Maxim
7 эффектных способов показать свою силу 7 эффектных способов показать свою силу

С нашей помощью ты освоишь трюки, которые помогут тебе казаться сильнее

Maxim
Как научиться подтягиваться на турнике: эффективная программа для начинающих Как научиться подтягиваться на турнике: эффективная программа для начинающих

Самое время научиться подтягиваться на турнике, если ты до сих пор не умеешь

Playboy
Авианосцы России: 6 забытых проектов Авианосцы России: 6 забытых проектов

Трагическая судьба отечественного авианосного флота

Популярная механика
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
Красная стрела: как Борис Ротенберг готовит нового пилота «Формулы-1» из России Красная стрела: как Борис Ротенберг готовит нового пилота «Формулы-1» из России

Роберт Шварцман получил контракт с «Феррари» и сезон-2020 проведет в «Формуле-2»

Forbes
Между нами, девочками Между нами, девочками

Аглая Тарасова и Юлия Хлынина о конкуренции, отношениях с актерами и свадьбе

Cosmopolitan
Королева против: самые громкие скандалы Елизаветы II с членами семьи Королева против: самые громкие скандалы Елизаветы II с членами семьи

Отношения внутри королевской семьи никогда не были простыми

Cosmopolitan
7 гастрономических трендов, с которыми пора распрощаться в 2020 году 7 гастрономических трендов, с которыми пора распрощаться в 2020 году

Семь гастрономических трендов, с которыми пора распрощаться

Playboy
Щепотка имбиря Щепотка имбиря

Имбирь сочетает в себе тонкий аромат, умеренно жгучий вкус и полезные свойства

Наука и жизнь
5 ситуаций, когда не стоит сохранять брак 5 ситуаций, когда не стоит сохранять брак

Мы жили в плену иллюзий, а на деле мы совсем разные люди

Psychologies
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
Если черный кот тарелку разобьет: откуда взялись известные суеверия Если черный кот тарелку разобьет: откуда взялись известные суеверия

Почему люди верят в дурные приметы? Может, в понедельник их мама родила?

Maxim
Биби Истон: 44 главы о 4 мужчинах. Отрывок из книги Биби Истон: 44 главы о 4 мужчинах. Отрывок из книги

Биби ведёт дневник, в котором записывает выдуманные истории

СНОБ
Короли видео: 8 самых богатых YouTube-блогеров Короли видео: 8 самых богатых YouTube-блогеров

Эти люди сделали свои миллионы на видеоканалах

Cosmopolitan
Без ответа Без ответа

Что могут сделать родители, когда у ребенка несчастная любовь?

Добрые советы
Вся медицина должна стать профилактической Вся медицина должна стать профилактической

На вопросы редакции отвечает академик Юрий Беленков

Наука и жизнь
Явления – народу Явления – народу

В канонической фантастике 2010-е считались далеким будущим

Esquire
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
Из Москвы в Петербург Из Москвы в Петербург

Эта квартира для командировок — отличная альтернатива комфортабельному отелю

SALON-Interior
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
Любить «по-взрослому»: как общаться, чтобы отношения стали крепче Любить «по-взрослому»: как общаться, чтобы отношения стали крепче

Обвиняя друг друга, мы можем разрушить даже самые ценные отношения

Psychologies
6 номинаций на «Оскар», которых больше нет 6 номинаций на «Оскар», которых больше нет

От каких номинаций киноакадемики решили отказаться и почему

РБК
Скука-любовь Скука-любовь

Как зажечь былой огонь и вернуть сексу яркость и остроту?

Добрые советы
Воздушные фильтры: менять или можно почистить? Воздушные фильтры: менять или можно почистить?

Можно ли восстановить фильтр в пылесосе и сэкономить по покупке нового?

CHIP
Как выбрать автомобиль Как выбрать автомобиль

Какой автомобиль следует выбрать начинающему водителю?

Maxim
Открыть в приложении