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

ИТЭР: первый в мире термоядерный реактор, способный работать на морской воде ИТЭР: первый в мире термоядерный реактор, способный работать на морской воде

ИТЭР должен стать прототипом будущих электростанций

Популярная механика
«Бой на $100 млн»: почему реванш Хабиба и Конора неизбежен «Бой на $100 млн»: почему реванш Хабиба и Конора неизбежен

Возвращение Макгрегора в октагон принесло UFC солидный доход

Forbes
8 фактов о космосе, в которые трудно поверить 8 фактов о космосе, в которые трудно поверить

Рассказываем, что необычного скрывает космос

РБК
Жиросжигающая тренировка: мощный удар по лишним кг Жиросжигающая тренировка: мощный удар по лишним кг

Узнай, какую программу тренировок стоит выбрать дома или в зале

Cosmopolitan
Экономика внимания Экономика внимания

Михаил Зыгарь рассказывает о своем развлекательно-просветительском марафоне

Robb Report
Windows 7 перестали обновлять: на какую ОС переходить? Windows 7 перестали обновлять: на какую ОС переходить?

Какие альтернативы Windows 7 существуют

CHIP
1101 факт о фильме «Матрица» 1101 факт о фильме «Матрица»

Интересные факты о культовом фильме Вачовски

Maxim
Stop-слово Stop-слово

Утомляемость, мигрени, неправильный прикус — часто это связано с проблемами ног

Добрые советы
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
Режим полета Режим полета

«Вокруг света» отправился в Оман

Вокруг света
Возрастная забывчивость или болезнь Альцгеймера? Когда пора бить тревогу Возрастная забывчивость или болезнь Альцгеймера? Когда пора бить тревогу

Рассеянность старших родственников может сигнализировать о признаках заболевания

Psychologies
Основатель бизнеса и его друг инвестор: как не поссориться и вместе заработать деньги Основатель бизнеса и его друг инвестор: как не поссориться и вместе заработать деньги

Как основателю бизнеса и инвестору избежать конфликта

Forbes
«Мне все равно»: что такое эмоциональная бесчувственность «Мне все равно»: что такое эмоциональная бесчувственность

У каждого свой порог психологической выносливости, и никто не может предсказать

Psychologies
Как решать конфликты на работе? 5 советов экспертов Как решать конфликты на работе? 5 советов экспертов

Конфликт на рабочем месте — случай нередкий, но разрешимый

Playboy
Каршеринг, такси, электробусы. Автомобилистов высадят из машин Каршеринг, такси, электробусы. Автомобилистов высадят из машин

Как московские власти планируют снизить количество личных автомобилей на дорогах

РБК
Бьюти-агенты Бьюти-агенты

Подборка натуральных косметических ингредиентов, которые действительно работают

Лиза
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
Бывший чиновник из России создал конкурента Tesla с оценкой €3 млрд. Почему его рано считать миллиардером? Бывший чиновник из России создал конкурента Tesla с оценкой €3 млрд. Почему его рано считать миллиардером?

Британская Arrival называет себя крупнейшим «единорогом» в Великобритании

Forbes
«Дорогие штучки» с Тиной Канделаки: пять самых дорогих картин из коллекции миллиардера Петра Авена «Дорогие штучки» с Тиной Канделаки: пять самых дорогих картин из коллекции миллиардера Петра Авена

Тина Канделаки — о любви банкира Петра Авена к русскому искусству

Forbes
Пора перестать стесняться секс-игрушек Пора перестать стесняться секс-игрушек

Секс-игрушки теперь выглядят так, что их не обязательно прятать в глубине ящика

GQ
Мировая война, она же Мелкая пакость Мировая война, она же Мелкая пакость

Стартовая фактура всем известна, не будем повторяться

СНОБ
Перепутал документы: что делать, если инспектор отдает чужие права Перепутал документы: что делать, если инспектор отдает чужие права

Автомобилист чуть не остался без водительских прав в канун Нового года

РБК
Любовь Мясникова Любовь Мясникова

О блокадном детстве, дружбе с Рудольфом Нуреевым и начале научной карьеры

Собака.ru
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
Парфюмер Фредерик Маль — об аромате для Ренаты Литвиновой Парфюмер Фредерик Маль — об аромате для Ренаты Литвиновой

Что общего у картин и ароматов и почему важно дружить с парфюмерами

РБК
Коммуна в большом городе: первый инклюзивный коливинг открылся в Лос-Анджелесе Коммуна в большом городе: первый инклюзивный коливинг открылся в Лос-Анджелесе

Жилье в этом комплексе посильно для людей с разным достатком

Forbes
10 проектов пантеона, в котором хотели перезахоронить Сталина и Ленина 10 проектов пантеона, в котором хотели перезахоронить Сталина и Ленина

Могли бы сейчас гулять вокруг одного из них, попивая смузи

Maxim
Алкогений: Бенни Хилл Алкогений: Бенни Хилл

«По барам хожу потому, что боюсь спиться в одиночестве».

Maxim
Как влюбить его в себя: 10 способов, которые сработают с любым мужчиной! Как влюбить его в себя: 10 способов, которые сработают с любым мужчиной!

Как нужно правильно обращаться с мужчиной

Cosmopolitan
В поисках обхода «особого пути». Чем запомнятся уходящие 2010-е В поисках обхода «особого пути». Чем запомнятся уходящие 2010-е

Поставит ли история уходящему десятилетию больше «лайков» или «дислайков»

СНОБ
Открыть в приложении