Новости

Русский микромир: есть ли у микробов национальность
Запущен первый проект исследования генома бактерий, живущих внутри
россиян. Вслед за учеными в тонкостях национальной микрофлоры попробовал
разобраться и «Огонек». Если кто не знает, научный мир (и прежде
всего биологи) сегодня увлечены изучением сообществ бактерий,
проживающих внутри человека. Число статей на эту тему в авторитетных
журналах зашкаливает. А их авторы выдвигают все более головокружительные
гипотезы о влиянии жизнедеятельности бактерий, находящихся внутри нас,
на нас с вами,— от банальной физиологии до религиозных убеждений.
— Про патогенные микроорганизмы, которые вызывают заболевания, науке
известно давно и много,— объясняет «Огоньку» Андрей Шестаков,
руководитель лаборатории микробной биотехнологии МГУ им. Ломоносова.— А
вот в отношении дружественных нам бактерий прорыв, можно сказать,
недавний — в 2012-м завершился проект «Микробиом человека», по итогам
которого ученые получили генетический портрет 10 тысяч микроорганизмов,
обитающих внутри человеческого организма. С тех пор микробиологи все
решительнее утверждают, что бактерии, живущие у нас на коже или в
кишечнике, играют в нашей жизни куда большую роль, чем думали раньше.
Генетический анализ бактерий дал уникальный шанс «познакомиться» с
микроорганизмами, населяющими человека. Ведь до сих пор о нашем
внутреннем бактериальном мире ученые судили по старинке: высеивали
обнаруженные в организме человека бактерии в чашках Петри и смотрели,
что вырастет. Увы, из более чем 15 тысяч видов микробов, обитающих, к
примеру, в нашем кишечнике, 90 процентов таким образом просто не
культивируются. Отсюда вывод: вплоть до начала ХХI века мы почти ничего
не знали о важной и, кстати, весомой (бактерии, населяющие взрослого
человека, весят примерно 2-3 килограмма) составляющей собственного
организма. Сегодня эту совокупность всех обитающих внутри человека
микроорганизмов исследователи обозначают термином «микробиом» (или
«микробиота»), а некоторые даже говорят об отдельном органе, чтобы
подчеркнуть то воздействие, которое он оказывает на нас с вами. Есть ли у микробов национальность?
Выяснить на уровне ДНК, просматривается ли у микробиома национальный
характер, решили довольно скоро. Первым проектом такого рода стала
работа Европейской лаборатории молекулярной биологии в Гейдельберге
(ФРГ), которая в 2013-м сравнила геном бактерий, обитающих в кишечниках
жителей Европы, США и Японии. Главным сюрпризом стала возможность
поделить исследуемых на три группы по типу преобладающих в них бактерий.
При этом принадлежность к группе определялась не местом жительства, а
типом питания. Что касается геномного портрета российской
бактерии, то он лишь стартовал, объясняется это просто: генетический
анализ стоит недешево. Больше того, проект «Исследование микробиоты
российского человека» осуществляется на краудфандинговой платформе —
деньги собирают всем миром. — Метод работы основан на технологии
метагеномного ДНК-секвенирования, который позволяет «посчитать» сотни
видов бактерий, в том числе и некультивируемых,— рассказывает «Огоньку»
биохимик Дмитрий Алексеев, директор компании «Кномикс», которая работает
над проектом вместе с биомедицинским холдингом «Атлас".— Из образцов мы
выделяем ген — 16S рРНК, по которому принято классифицировать бактерии.
В итоге получаем на руки полный геномный портрет обитателей кишечника
человека: это позволяет сказать, от каких заболеваний защищен организм,
какие вещества, включая витамины, способен синтезировать, а с чем
справиться в данный момент не может. Так же — в целом — оценивается
сбалансированность микробиоты и ее разнообразие. Исследовав
первые 500 российских образцов, ученые поняли, что в России преобладает
несколько типов бактерий, связанных по большей частью с тем, где живет
человек — в городе или в деревне. А вот расположение населенного пункта
большой роли не играет. Так, внутри россиян-горожан
преимущественно обитают бактероиды (от латинского Bacteroides), которые
произрастают на полисахаридах и поэтому процветают у любителей так
называемой западной диеты с обилием фаст-фуда, мяса, яиц, молока,
очищенных зерновых продуктов и сахаросодержащих напитков. А у сельских
жителей главенствуют фирмикуты (Firmicutes) — микроорганизмы, которые
питаются пищевыми волокнами — той самой клетчаткой, которой советуют
хранить верность адепты здорового питания. Пищевые волокна проходят
через весь желудочно-кишечный тракт, не расщепляются и в таком виде
попадают в кишечник — место, где пребывает основная масса микробиоты
человека. В целом состав полезных микробов у сельчан намного
разнообразнее и богаче, чем у горожан. И это объяснимо: «деревенские» не
покупают молоко полугодичного хранения, едят свои овощи-фрукты, а
иногда и мясо (которого в целом сельские жители едят меньше городских).
Есть еще третий вид бактерий — превотеллы (Prevotella) —
бактерии-вегетарианцы, но они в организмах россиян преобладают нечасто.
Впрочем, изучение российских бактерий продолжается: в перспективе,
обещают ученые, оно подтолкнет к конкретным и более детальным
рекомендациям. Глобализация кишечника Главный же вывод,
который ученые разных стран сделали в ходе попыток выявить национальный
состав бактерий, в том, что в смысле кишечной микрофлоры
среднестатистический россиянин мало чем отличается от англичанина,
француза, американца. Это при том что традиционно рацион россиян
считается менее разнообразным, чем у жителей перечисленных стран.
Похоже, иными словами, что универсальный микробиом — то, к чему
движется человечество. Это пугает медиков, и не столько потому, что мы
становимся одинаковыми, а потому, что мы становимся одинаково бедными,
то есть наш микробиом представлен относительно небольшим числом видов
бактерий. Дело в том, что каждый кишечный микроб специализируется
на переваривании определенного вида пищевых волокон. Чем больше видов
попадает в нашу пищу, тем разнообразнее микробиота. А чем она, в свою
очередь, разноплановее, тем увереннее чувствует себя наша иммунная
система — бактерии вырабатывают целый букет ферментов, стимулирующих ее
работу. Получается, сбалансированность и разнообразие — ключ к здоровью.
Мы же в большинстве своем сегодня питаемся все более однообразно,
понятие «национальная кухня» зачастую сводится к туристическому
аттракциону. Не случайно термин «глобализация питания» можно услышать
все чаще: на полках супермаркетов Рима, Барселоны, Бостона или Москвы
стоят практически те же продукты. Как следствие, специфичные для каждого
региона бактерии тоже нивелируются. Происходит глобализация микробиома:
у жителей разных частей мира он теперь мало чем отличается. —
Наше исследование показало, что сегодня состав микрофлоры фактически не
привязан к географии проживания,— рассказывает биохимик Дмитрий
Алексеев.— Более того, чтобы заселить кишечник определенными бактериями,
необязательно переезжать в другую страну, достаточно изменить тип
питания: если вы продолжаете есть привычный фаст-фуд, бактерии даже не
заметят вашего переезда. Это произойдет, если вы перейдете на
экзотическую еду, и то не сразу: бактерии будут первое время
адаптировать ситуацию под себя и только когда новая диета затягивается, в
работу вступают бактерии, отвечающие за долговременные изменения.
Впрочем, еда — лишь одно, хотя и важнейшее условие возникновения
«хорошего» микробного сообщества. Вообще же, на состав наших бактерий
влияет масса факторов. Это и антибиотики, которые в буквальном смысле
приводят микробиоту в ужас. И возраст: у пожилых состав микрофлоры
беднее. И даже гендерная принадлежность, если взять мужчину и женщину
одного возраста с одинаковой медицинской историей, то их микробиота
будет различаться, поскольку с полом ассоциированы и пищевые привычки, и
особенности организма. Главное, что их состав можно и нужно
регулировать, но для этого важно вовремя понять, что с бактериями что-то
не так. Как они нас меняют Досье Все больше
исследователей уверены, что бактерии — «серые кардиналы» нашего
организма, тайно управляющие самыми разными процессами, которые в нем
протекают. Вот только некоторые гипотезы Депрессия
Бактерия Evtepia gabavorous, недавно открытая учеными из
Северо-Восточного университета (США), питается... нашим хорошим
настроением. Точнее, так: предполагается, что она поглощает
гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК), одну из важнейших сигнальных молекул
нашей нервной системы. Снижение уровня ГАМК приводит к депрессиям,
тревожным состояниям и расстройству поведения. Онкология
Активность противораковых препаратов изменяется в зависимости от того,
какие бактерии преобладают в кишечнике — к такому выводу пришли
исследователи из Университетского колледжа Лондона. Речь идет о
некоторых бактериальных штаммах, которые помогают перерабатывать
фторпиримидин (распространенный препарат для лечения рака) в активную
лекарственную форму. Бактерии усиливают деятельность лекарства и к тому
же стимулируют гибель онкоклеток. Ожирение В свою очередь,
исследователи из Университета Дьюка (США) уверены, что некоторые
микробы напрямую регулируют работу наших генов. Им, в частности, удалось
доказать, что бактерии влияют на работу особого древнего белка Hnf4a.
На протяжении тысячелетий он прикреплялся к ДНК и тем самым блокировал
работу генов человека, связанных с развитием воспаления кишечника,
ожирения и диабета. Бактерии же не дают этому белку прикрепиться и тем
самым снимают естественную блокировку вредных для организма процессов. Аутизм
Изменения кишечной микробиоты могут влиять на проявления аутизма,
утверждают микробиологи из Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне.
Мало того, они же уверены, что некоторые симптомы, характерные для
аутизма, можно ослабить, добавляя в пищу кишечную бактерию Bacteroides
fragilis. Так, после трехнедельной терапии на основе коктейля из
бактерий у мышей снизился уровень повторяющихся действий, характерный
для аутичных расстройств, а также повысилась взаимная коммуникация. Источник: Коммерсантъ 13.06.2017