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

Кровный враг: почему укус комара так чешется Кровный враг: почему укус комара так чешется

Ох уж этот протяжный раздражающий писк над ухом

Популярная механика
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
8 фактов о космосе, в которые трудно поверить 8 фактов о космосе, в которые трудно поверить

Рассказываем, что необычного скрывает космос

РБК
Это нам по зубам! Это нам по зубам!

Стоит ли прибегать к профессиональному отбеливанию, если есть домашние способы

Лиза
«Никто никогда мне ничего не дарил»: миллиардер Алишер Усманов дал интервью FT «Никто никогда мне ничего не дарил»: миллиардер Алишер Усманов дал интервью FT

Российский миллиардер Алишер Усманов впервые за десять с лишним лет дал интервью

Forbes
Психолог Алексей Красиков — о причинах неврозов и панических атак Психолог Алексей Красиков — о причинах неврозов и панических атак

Как развить эмоциональный интеллект и избавиться от внутренних конфликтов.

РБК
Двенадцатая жена императора Двенадцатая жена императора

Шпионско-детективная история про румынскую танцовщицу, ставшую женой императора

Дилетант
Крепкий орешек Крепкий орешек

Юлия Снигирь о злых комментариях и о том, как не бояться остаться одной

Cosmopolitan
Тренировки в спортзале для мужчин: программа упражнений на все тело Тренировки в спортзале для мужчин: программа упражнений на все тело

Содержательная программа тренировок в тренажерном зале для мужчин

Playboy
Чистка лица: какой метод эффективнее для твоей кожи Чистка лица: какой метод эффективнее для твоей кожи

Разбираемся, какие бывают виды чистки лица и какая подходит именно вам.

Cosmopolitan
Вечный Олег Вечный Олег

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

Esquire
Как увеличить яркость на ноутбуке: способы для Windows и macOS Как увеличить яркость на ноутбуке: способы для Windows и macOS

Как увеличить или убавить яркость на ноутбуке?

CHIP
«Не выходи из комнаты»: 5 способов избежать перемен «Не выходи из комнаты»: 5 способов избежать перемен

Пять механизмов, которые служат блоками на пути к росту и обновлению

Psychologies
«Я нашла свое дело и любовь» «Я нашла свое дело и любовь»

Наша героиня упорно искала настоящую любовь годами

Psychologies
Малала Юсуфзай, Грета Тунберг и еще 7 детей, которые изменили мир Малала Юсуфзай, Грета Тунберг и еще 7 детей, которые изменили мир

Дети и подростки, которые смогли повлиять на жизнь общества и культуру

Популярная механика
Дали огня Дали огня

Все, что вы хотели знать о Сальвадоре Дали, ищите в ретроспективе Манежа

Vogue
Физикам впервые удалось надолго запереть свет в нанорезонаторе Физикам впервые удалось надолго запереть свет в нанорезонаторе

Физики смогли поймать электромагнитную волну в резонатор крошечного размера

Популярная механика
История изобретения противозачаточных таблеток, или как женщины получили свободу выбора: фрагмент книги Джонатана Эйга История изобретения противозачаточных таблеток, или как женщины получили свободу выбора: фрагмент книги Джонатана Эйга

Увлекательный рассказ об изобретении противозачаточных таблеток

Esquire
7 причин, почему ты порой не можешь кончить и что с этим делать 7 причин, почему ты порой не можешь кончить и что с этим делать

Неспособность кончить не менее неприятна, чем слишком быстрый финиш

Playboy
Лампы на 12 или 220 В: что лучше использовать для освещения квартиры? Лампы на 12 или 220 В: что лучше использовать для освещения квартиры?

Рассказываем, какие лампы лучше, на 12 В или на 220 В

CHIP
Как тюльпаны в XVII веке чуть не уничтожили экономику Голландии Как тюльпаны в XVII веке чуть не уничтожили экономику Голландии

Неожиданный экскурс в экономический кризис XVII века

Maxim
Виды обёртывания волос – процедура и польза Виды обёртывания волос – процедура и польза

Какие бывают обёртывания, как они проводятся и в чём заключается их польза

Cosmopolitan
Гараж Гараж

Директор музея современного искусства «Гараж» об экологии и новом проекте

Собака.ru
81 миллион за флакон: чем пахнут самые дорогие ароматы мира 81 миллион за флакон: чем пахнут самые дорогие ароматы мира

Как пахнут самые дорогие ароматы

Cosmopolitan
Служить бы рад! Служить бы рад!

Кирилл Нагиев служит в театре, играет в кино и отказал «Давай поженимся!»

Собака.ru
Правило №49. Как отдохнуть после развода Правило №49. Как отдохнуть после развода

Алексей Ситников готов составить девушке компанию в круизе по реке слез

Tatler
Печаль, любовь и благодарность: первый год после смерти близкого Печаль, любовь и благодарность: первый год после смерти близкого

Потеря близкого человека — тяжелый опыт

Psychologies
Любовь и шпионаж Любовь и шпионаж

Читаем сокращенную версию рассказа Натальи Александровой «Жених к Новому году»

Лиза
Лада Дэнс: да, нет, знаю Лада Дэнс: да, нет, знаю

Лада Дэнс всегда сама была продюсером своей жизни

Glamour
Новые законы – 2020 Новые законы – 2020

Рост минимальной оплаты труда, запреты на рыбалку, выплаты по уходу за ребенком

Лиза
Открыть в приложении