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

По другим правилам По другим правилам

Мы то и дело слышим, что после пандемии мир не будет прежним

Добрые советы
«Найти того, кто заблудился, легче, чем того, кто захочет искать» «Найти того, кто заблудился, легче, чем того, кто захочет искать»

Cosmo встретился с пятью героинями, чья жизнь связана с поиском пропавших людей

Cosmopolitan
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
Полезно. Супер Полезно. Супер

Что такое суперфуды и могут ли они спасти человечество?

GQ
«Сейчас приходится платить за остатки» «Сейчас приходится платить за остатки»

Филипп Литвиненко — что в обслуживании важно для крупных и средних компаний

Эксперт
Не для слабонервных: 10 самых омерзительных блюд в мире Не для слабонервных: 10 самых омерзительных блюд в мире

Самые кошмарные национальные блюда, которыми можно напугать до чертиков

Cosmopolitan
Тайный дар. На что были потрачены $320 млн пожертвований топ-менеджера Facebook Тайный дар. На что были потрачены $320 млн пожертвований топ-менеджера Facebook

Пожертвования операционного директора Facebook Шерил Сэндберг не прозрачны

Forbes
Служить бы рад! Служить бы рад!

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

Собака.ru
«Он — кот. И не кот. Одновременно» «Он — кот. И не кот. Одновременно»

Лауреат «Большой книги» Григорий Служитель — о своем романе «Дни Савелия»

Огонёк
Вторжение Вторжение

Здесь делают самую продвинутую графику для мирового кинематографа

Популярная механика
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
Сны о смерти: почему они иногда сбываются? Сны о смерти: почему они иногда сбываются?

Как быть со случаями вещих снов, предсказавших смерть

Psychologies
Маленькие монстры: что стало с детьми из хорроров Маленькие монстры: что стало с детьми из хорроров

Как сложились жизнь маленьких актеров, которые недавно наводили ужас на зрителей

РБК
8 фактов о русских почтовых марках 8 фактов о русских почтовых марках

13 января 1858 года поступила в обращение первая российская почтовая марка

Maxim
Как научиться подтягиваться на турнике: эффективная программа для начинающих Как научиться подтягиваться на турнике: эффективная программа для начинающих

Самое время научиться подтягиваться на турнике, если ты до сих пор не умеешь

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

Насколько публичной персоне уместно в прямом смысле разбрасываться деньгами?

СНОБ
Некто, кому доверяет Путин. Что россияне думали о премьере Медведеве Некто, кому доверяет Путин. Что россияне думали о премьере Медведеве

Что отправило под откос карьеру бывшего премьера?

Forbes
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
Собрание оскорбленных. Почему в России так любят обижаться Собрание оскорбленных. Почему в России так любят обижаться

В стране почти профессиональных оскорбленных новый скандал с «батонами»

СНОБ
Шарлиз Терон Шарлиз Терон

Правила жизни актрисы Шарлиз Терон

Esquire
Пишите письма Пишите письма

Лирический отчет о безопасном сексе адвоката Добровинского

Tatler
Рецепт счастья: как быстро избавиться от похмелья Рецепт счастья: как быстро избавиться от похмелья

Что делать, если роскошное застолье все же сопровождалось чрезмерным возлиянием

Cosmopolitan
Каршеринг, такси и беспилотники: 10 главных трендов автомобильного рынка в новой декаде Каршеринг, такси и беспилотники: 10 главных трендов автомобильного рынка в новой декаде

Что ждёт нас на автомобильном рынке в ближайшем будущем?

Forbes
15 мыслей Яна Яновского 15 мыслей Яна Яновского

Инвестбанкир Ян Яновский — о завещании и счастье

GQ
Как пережить потерю друзей после развода Как пережить потерю друзей после развода

Проходя через развод, мы рассчитываем на помощь близких людей

Psychologies
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
«Дорога пролетела как один миг». Чем известен министр Евгений Дитрих «Дорога пролетела как один миг». Чем известен министр Евгений Дитрих

Несколько интересных фактов о министре транспорта Евгении Дитрихе

РБК
Странная весна в Антарктике, или почему уменьшилась озоновая дыра Странная весна в Антарктике, или почему уменьшилась озоновая дыра

Озоновая дыра стала меньше, но восстановление озонового слоя не ускорилось

Наука и жизнь
Ручная работа Ручная работа

Действительно ли ревитоника и фейсфитнес замедляют старение?

Лиза
Несчастливы вместе. Почему новое поколение отказывается радоваться Несчастливы вместе. Почему новое поколение отказывается радоваться

Современные дети и подростки все чаще испытывают фрустрацию

СНОБ
Открыть в приложении