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

Амурские волны Амурские волны

Путешествия и открытия морского офицера Геннадия Невельского

Вокруг света
«Наш дом в огне-2»: о чем Грета Тунберг рассказала в Давосе «Наш дом в огне-2»: о чем Грета Тунберг рассказала в Давосе

Активистка Грета Тунберг обвинила политическую элиту в даче пустых обещаний

Forbes
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
Попробуйте две недели не употреблять алкоголь Попробуйте две недели не употреблять алкоголь

Как узнать, есть ли у вас алкогольная зависимость?

GQ
Сюрреализм — это я! 9 фактов о Сальвадоре Дали Сюрреализм — это я! 9 фактов о Сальвадоре Дали

Самые невероятные истории из жизни знаменитого сюрреалиста

Вокруг света
Валентин Кузнецов: Как поколение Z меняет офлайн-магазины и почему ритейлу это понравится Валентин Кузнецов: Как поколение Z меняет офлайн-магазины и почему ритейлу это понравится

Какие предпочтения у поколения Z и почему их тянет в офлайн-магазины?

СНОБ
Вечный Олег Вечный Олег

Олег Меньшиков рассказал, почему думает о смерти, хотя умирать не собирается

Esquire
Как выбрать швейную машинку для домашнего использования: разбираем особенности Как выбрать швейную машинку для домашнего использования: разбираем особенности

Как выбрать швейную машину, которую удобно использовать дома для шитья

CHIP
Бой с тенью: тренировки по боксу в домашних условиях Бой с тенью: тренировки по боксу в домашних условиях

Бокс развивает выносливость и силу, «подсушивает» тело

Cosmopolitan
6 способов выйти из положения, если у вас разный темперамент 6 способов выйти из положения, если у вас разный темперамент

Рассказываем, что делать, если у тебя и твоего партнера разные темпераменты

Cosmopolitan
Просто красавица Просто красавица

Тина Кунаки — о преимуществах брака с Венсаном Касселем и роли соцсетей в мире

Tatler
От яхты до велосипеда: как 8 женщин-путешественниц покоряли планету От яхты до велосипеда: как 8 женщин-путешественниц покоряли планету

Как и почему женщины покоряют горы, выходят в море и бегом огибают земной шар

РБК
Преступления без наказания: «отец» Glencore, экс-премьер Таиланда и другие миллиардеры, избежавшие правосудия Преступления без наказания: «отец» Glencore, экс-премьер Таиланда и другие миллиардеры, избежавшие правосудия

Крупные бизнесмены, которым приходилось бежать из страны

Forbes
Высоко сижу Высоко сижу

Алексей Николашин оформил квартиру на самом высоком этаже в Москве-Сити

AD
Иосиф Романовский Иосиф Романовский

Один из первых в СССР программистов, известный математик и преподаватель СПбГУ

Собака.ru
Строго конфиденциально Строго конфиденциально

Хороший визажиcт в первую очередь психолог

Cosmopolitan
Разбрасываться деньгами — личное дело? Вопрос дня Разбрасываться деньгами — личное дело? Вопрос дня

Насколько публичной персоне уместно в прямом смысле разбрасываться деньгами?

СНОБ
Выбирайте свой путь: как поменять работу и цель жизни Выбирайте свой путь: как поменять работу и цель жизни

Коуч Мария Макарушкина предлагает четкий план для самостоятельных действий

Psychologies
Встречайте 9 худших аэропортов мира — от Портелы до Орли Встречайте 9 худших аэропортов мира — от Портелы до Орли

Памятка про аэропорты всем неосведомленным туристам

Playboy
Ян и Елизавета Цапник: «В нашем доме никакие темы не замалчиваются» Ян и Елизавета Цапник: «В нашем доме никакие темы не замалчиваются»

Мне главное, чтобы Лизочка была счастлива

Караван историй
Операция «Мавзолей» Операция «Мавзолей»

Как из вождя мирового пролетариата, атеиста и сторонника кремации сделали мумию?

Дилетант
Они засняли НЛО? О чем молчат военные США Они засняли НЛО? О чем молчат военные США

Морфлоту США удалось заснять на видео нечто летающее без крыльев в форме конфеты

Популярная механика
Режиссер Борис Юхананов: «Я подзаряжаюсь от космоса» Режиссер Борис Юхананов: «Я подзаряжаюсь от космоса»

Худрук Электротеатра Станиславский о зрительской шизофрении и кафкианском ужасе

GQ
Фитнес между делом Фитнес между делом

На эти упражнения тебе понадобятся считанные минуты

Лиза
«Мегсит» и «Брексит» «Мегсит» и «Брексит»

Кризис в британской королевской семье «Мегсит»

Огонёк
Уколы – они и в Африке уколы Уколы – они и в Африке уколы

Анастасия Овчинникова протестировала процедуру Uzuri 2.0 и делится впечатлениями

Cosmopolitan
Связи с общественностью Связи с общественностью

Основательница бренда I AM STUDIO — о новых правила общения с клиентами

OK!
Почему мы не всегда ждем продолжения любимых сериалов Почему мы не всегда ждем продолжения любимых сериалов

Новаторство сериального сторителлинга может потонуть в мыльной опере

РБК
Рейтинг самого мощного оружия вселенной Marvel (что круче молота Тора?) Рейтинг самого мощного оружия вселенной Marvel (что круче молота Тора?)

Эти орудия мощнее танков и ракет

Playboy
«Кукушечка поехала»: к чему приводит излишний самоконтроль и как с ним бороться «Кукушечка поехала»: к чему приводит излишний самоконтроль и как с ним бороться

Депрессия, алкоголизм и кома — последствия синдром профессионального выгорания

Forbes
Открыть в приложении