Тёмные лошадки в мире человеческого микробиома
Анна Кузнецова, Алексей Дукат, биологический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова
Первое, за что взялись микробиологи, заполучив в свои руки молекулярные методы, — это исследование разнообразия микробов, населяющих человеческое тело.
В рамках информационного партнёрства с научно-популярным сайтом biomolecula.ru публикуем журнальный вариант статьи, которая была представлена на конкурс «Био/мол/текст»-2021/2022 в номинации «Свободная тема».
Первое, за что взялись микробиологи, заполучив в свои руки молекулярные методы, — это исследование разнообразия микробов, населяющих человеческое тело. До этого учёные были ограничены прихотливостью большинства микроорганизмов, многие из которых просто не желали расти в условиях, которые могли для них создать. После того как биологи стали обнаруживать не принадлежащие к известным видам последовательности ДНК в образцах, стало ясно, что в лабораторных условиях удаётся выращивать лишь 1% всех микроорганизмов. Новые методы, не привязанные к получению культур, позволили глубже изучить «внутренний мир» человека: так, в нашем организме обнаружили необычных обитателей — архей, которых прежде исследователи встречали лишь в экстремальных природных условиях.
Человек, далёкий от биологии, скорее всего, знает о существовании бактерий, но вряд ли слышал об археях. А между тем наряду с бактериями и эукариотами археи представляют собой третий домен жизни, третью самую крупную группировку живых организмов. Внешне они во многом напоминают бактерий, но некоторые черты роднят их с эукариотами или же вовсе уникальны. На молекулярном уровне археи отличаются от бактерий так же сильно, как бактерии — от нас. Само их название намекает на раннее происхождение. Это самые древние из ныне живущих организмов, но в отдельную группу они были выделены последними — всего 40 лет назад. Прежде представителей архей относили к бактериям, и лишь американский биофизик Карл Вёзе смог убедительно показать, что они достаточно далеко эволюционно отстоят друг от друга.
Впервые архей обнаружили в вулканических горячих источниках, и долгое время считалось, что они могут существовать только в экстремальных средах обитания с высокой температурой и повышенной кислотностью. Сегодня они известны как большая и разнообразная группа, широко распространённая в природе, — их стали обнаруживать во многих местах, например, в почве или на коже человека. Метанобразующие археи (они же метаногены) населяют желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) травоядных животных. В рубце жвачных или в кишечнике термитов различные бактерии разлагают целлюлозу, образуя водород в качестве побочного продукта, а метаногены превращают водород и углекислый газ в метан, который затем выделяется из пищеварительного тракта их хозяев. Есть гипотеза, что если бы этого процесса не было, накопление водорода в пищеварительном тракте влияло бы на равновесие в реакции разложения целлюлозы и она разлагалась бы медленнее. В последнее время метаногенных архей находят во всё большем числе видов животных...
Продолжение статьи читайте в номере журнала
