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

Кто горы наворотил? Кто горы наворотил?

Поколения губок, мириады бактерий и водорослей – создатели земной коры

Популярная механика
Как музыка влияет на чувства и способности человека Как музыка влияет на чувства и способности человека

Какие процессы происходят в мозге во время прослушивания музыки

СНОБ
Операция «Антимозг» Операция «Антимозг»

О вреде умственного напряжения и творческой пользе бездумного существования

Maxim
Тест Apple Airpods Pro: отличный комфорт и шумоподавление Тест Apple Airpods Pro: отличный комфорт и шумоподавление

Airpods Pro от Apple показали себя намного лучше, чем обычные наушники Airpods

CHIP
Бри Ларсон. Возмутительница спокойствия Бри Ларсон. Возмутительница спокойствия

Бри Ларсон — женщина-боец, нравится это кому-то или нет

Караван историй
Восточный люкс: как одеваются турецкие актрисы на дорожке и в жизни Восточный люкс: как одеваются турецкие актрисы на дорожке и в жизни

Мы поближе познакомились с популярными в Турции актрисами и изучили их стиль

Cosmopolitan
Совсем распустились Совсем распустились

Российская почва всегда была благодатна для юмора

Glamour
Как пользоваться патчами для глаз, чтобы избавиться от отеков навсегда Как пользоваться патчами для глаз, чтобы избавиться от отеков навсегда

Как правильно пользоваться патчами для глаз, чтобы победить взгляд «панды»

Cosmopolitan
Ручная работа Ручная работа

Действительно ли ревитоника и фейсфитнес замедляют старение?

Лиза
Защищаем технику от перепадов напряжения: выбираем реле контроля Защищаем технику от перепадов напряжения: выбираем реле контроля

Какими бывают РКН и как правильно рассчитать, какое реле вам подойдет

CHIP
Фантастические сериалы про космос: 16 лучших + «Мандалорец» Фантастические сериалы про космос: 16 лучших + «Мандалорец»

Готов бороздить бескрайние просторы Вселенной?

Playboy
Скандалы, подделки и Alka-Seltzer: на чем зарабатывал Сальвадор Дали Скандалы, подделки и Alka-Seltzer: на чем зарабатывал Сальвадор Дали

Как великий сюрреалист преуспел не только в живописи, но и в зарабатывании денег

РБК
«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
Сериалы на миллиард. Рейтинг богатейших телепродюсеров по версии Forbes Сериалы на миллиард. Рейтинг богатейших телепродюсеров по версии Forbes

Список настоящих магнатов зарубежного телевидения

Forbes
Да, это Гон. Хроника побега экс-главы Renault-Nissan-Mitsubishi Да, это Гон. Хроника побега экс-главы Renault-Nissan-Mitsubishi

Пенсия 765 тыс. евро и другие подробности о самом громком побеге в 2020-м

РБК
Жизнь с диабетом: психологические особенности Жизнь с диабетом: психологические особенности

Диабет влияет не только на физическое, но и на душевное состояние

Psychologies
12 самых дорогих фильмов в истории (на их создание ушли грандиозные суммы) 12 самых дорогих фильмов в истории (на их создание ушли грандиозные суммы)

Если у тебя есть полмиллиарда долларов, можно попробовать переснять «Мстителей»

Playboy
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
Новый завет Новый завет

Рекордсменка по числу номинаций на «Грэмми» Lizzo и манифест нового поколения

Vogue
Зачем людям деньги Зачем людям деньги

Как обучить детей финансовой грамотности и обеспечить их будущее

Robb Report
Когда дети стали большими Когда дети стали большими

Как стать ближе с повзрослевшим ребенком?

Лиза
Принцип космической цензуры и еще 9 причин не пользоваться машиной времени Принцип космической цензуры и еще 9 причин не пользоваться машиной времени

Фантасты годами врали тебе про путешествия в прошлое посредством кино и книг

Maxim
Созданы первые в мире роботы, состоящие только из живых клеток Созданы первые в мире роботы, состоящие только из живых клеток

Исследователям удалось собрать из живых клеток единую систему – биороботов

Популярная механика
Властелины башен: «Москва-Сити» как зеркало российского бизнеса Властелины башен: «Москва-Сити» как зеркало российского бизнеса

Частных инвесторов и владельцев небоскребов неуклонно вытесняет государство

Forbes
Железная леди Железная леди

И сегодня 61‑летней актрисе есть что показать и чем поделиться

GQ
Человек с винтом. Как Игорь Сикорский вертолет изобретал Человек с винтом. Как Игорь Сикорский вертолет изобретал

Игорь Сикорский — отец вертолета и других отличных летающих штук

Maxim
Юрий Гоголицин Юрий Гоголицин

Искусствовед, который организовал первую экспозицию Огюста Родена в СССР

Собака.ru
Как очистить легкие: 8 способов минимизировать последствия курения Как очистить легкие: 8 способов минимизировать последствия курения

Как очистить легкие и реально ли это сделать? Сейчас разберемся

Playboy
Сокровище нации Сокровище нации

Разговор с легендарным тренером об Алине Кабаевой, зависти и отношениях с мужем

GQ
Ронен Бергман: Восстань и убей первым. Отрывок из книги Ронен Бергман: Восстань и убей первым. Отрывок из книги

Отрывок из книги «Восстань и убей первым» Ронена Бергмана

СНОБ
Открыть в приложении