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

5 шагов к счастливым отношениям 5 шагов к счастливым отношениям

Ключевые вопросы, которые лежат в основе отношений с собой и с другими людьми

Psychologies
Убедительные люди Убедительные люди

Как малоизвестная компания стала владельцем первоклассных бизнес-центров

Forbes
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
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
«Ламантенок» ищет маму «Ламантенок» ищет маму

В России как-то не задалось с авианосцами

Maxim
Мифы и правда об астрологии: рассказывает астролог  Вера Хубелашвили Мифы и правда об астрологии: рассказывает астролог  Вера Хубелашвили

Может ли астрология помочь узнать себя лучше или точно определить будущее?

Cosmopolitan
О чем говорит картошка и другие безумства CES 2020 О чем говорит картошка и другие безумства CES 2020

О крупнейшей международной выставке электроники Consumer Electronics Show 2020

Популярная механика
План президента: как Путин будет увеличивать доходы граждан и править Конституцию План президента: как Путин будет увеличивать доходы граждан и править Конституцию

Послание Путина Федеральному собранию оказалось богатым на важные заявления

Forbes
«Нельзя», «можно» или «надо»? Шпаргалка для родителей «Нельзя», «можно» или «надо»? Шпаргалка для родителей

Шпаргалка по открытым и доверительным отношениям взрослых и детей

Psychologies
В России нашли способ сделать биосенсоры дешевыми и эффективными В России нашли способ сделать биосенсоры дешевыми и эффективными

Группа ученых с Физтеха предложила принципиально новую конструкцию биосенсора

Популярная механика
Как сказать о разводе ребенку Как сказать о разводе ребенку

Как правильно и объективно донести до ребенка новость о разводе

СНОБ
Одна вокруг света. Знаменитые ливанские виноградники и кедр Одна вокруг света. Знаменитые ливанские виноградники и кедр

59-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
Друзья человека: владельцы собак меньше страдают от одиночества Друзья человека: владельцы собак меньше страдают от одиночества

То, что «собачникам» давно известно, снова становится темой научных исследований

Psychologies
Здесь мерилом работы считают усталость. Так ли уж вредны длинные выходные? Здесь мерилом работы считают усталость. Так ли уж вредны длинные выходные?

Нужно ли большие зимние и осенние выходные сократить?

СНОБ
Диагностика по ногтям Диагностика по ногтям

Можно ли определить состояние здоровья по форме, цвету и прозрачности ногтей?

Maxim
Папу гложет Папу гложет

Проблема татлеровских отцов и детей в 2020‑м — передача состояний

Tatler
Лицо «съезжает» вниз? 10 самых частых вопросов об уколах красоты Лицо «съезжает» вниз? 10 самых частых вопросов об уколах красоты

Отвечаем на самые частые вопросы об уколах – а то мало ли что

Cosmopolitan
Рыжебородый против Льва Рыжебородый против Льва

XII век — период расцвета рыцарства, грандиозных походов и великолепных турниров

Дилетант
Как болели и умирали в погоне за красотой: 7 исторических практик Как болели и умирали в погоне за красотой: 7 исторических практик

Женская красота имела сакральный смысл во все времена и во многих культурах

Популярная механика
Лестница в небо Лестница в небо

Разговор с одним из тех, кто взглянул смерти в глаза

GQ
В стране оленьей В стране оленьей

Финская Лапландия – сказочный, волшебный край

Psychologies
Следуй за Чеховым Следуй за Чеховым

Гид по чеховским местам

Лиза
«Их истории со мной навсегда»: Кейт Миддлтон удивила британцев особенными фото «Их истории со мной навсегда»: Кейт Миддлтон удивила британцев особенными фото

Кейт Миддлтон продемонстрировала свои способности вместе с именитыми фотографами

Cosmopolitan
Вот 11 настоящих замков, в которых вы можете пожить Вот 11 настоящих замков, в которых вы можете пожить

Для того, чтобы жить в замке, совершенно не обязательно становиться монархом

GQ
Гений и злодейство: вышел фильм «Танец с саблями» о жизни композитора Арама Хачатуряна Гений и злодейство: вышел фильм «Танец с саблями» о жизни композитора Арама Хачатуряна

Почему сегодня вечный конфликт гения и злодейства кажется актуальным как никогда

Forbes
Рефлекс Рефлекс

Георгий Васильев о том, почему он вошел в зал «Норд-Оста» во время теракта

Русский репортер
Крепкий орешек Крепкий орешек

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

Cosmopolitan
10 самых неловких моментов премии «Оскар» 10 самых неловких моментов премии «Оскар»

Несмотря на внешний лоск, здесь случаются конфузы. И почти все становятся мемами

РБК
4 способа почистить зубы, когда под рукой нет зубной щетки 4 способа почистить зубы, когда под рукой нет зубной щетки

Как спасти свои зубы от кариеса, когда привычных средств под рукой нет?

Cosmopolitan
От суфражисток до Исламской революции: 13 удивительных фото От суфражисток до Исламской революции: 13 удивительных фото

Наш взгляд в прошлое через уникальные фотографии

Популярная механика
Открыть в приложении