Знание об огромном многообразии нашего микробиома (всей совокупности микроорганизмов, обитающих внутри и снаружи человека) еще очень ново. Каких-то десять лет назад микробы не могли быть достоверно идентифицированы. Вырастить их в искусственной среде, а потом исследовать было сложно, так как основная масса бактерий мгновенно погибает вне привычной среды обитания – или вследствие непереносимости кислорода, или потому, что им требуются определенный уровень рН, определенные «соседи» или особые питательные вещества.
В рамках исследования человеческого генома были разработаны новые технологии. При помощи методики генетического секвенирования (установления последовательности) теперь возможно определить все гены отдельной экосистемы и на основании ее генетической структуры распознавать бактерии.
Генетическое секвенирование показало генное многообразие наших «сожителей», значительно превосходящее наш собственный, человеческий геном. Гены человека и его микробов вместе составляют так называемый метагеном.
В Европе такие исследования проводит научно-исследовательский институт INRA (Национальный институт сельскохозяйственных исследований) в Париже, где группа ученых под руководством микробиолога Душко Эрлиха составила недавно подробную карту «вселенной» кишечника во всем ее необычайном многообразии, обнаружив в том числе много совершенно неизвестных видов бактерий. «В метагеноме мы нашли гены всех живых существ, которые были нами установлены в процессе исследования человеческого тела, – поясняет Эрлих, – и количество этих генов оказалось в 150 раз больше, чем имеется у самого человека».
Новая методика позволяет одновременно исследовать сотни миллионов бактерий. Эрлих убежден, что подобные исследования сравнимы по значимости с раскрытием человеческого генома. «Наш второй геном – это коллектив микробов, которые живут с нами. Знание об этом способно вызвать революцию в медицине».
Дружба на всю жизнь
Микробиом каждого человека так же индивидуален, как его отпечатки пальцев, и сопровождает нас всю жизнь как верный друг. Микробы, с которыми мы завязали дружеские отношения еще во времена возникновения видов, выполняют в организмах своих хозяев, то есть в нас, разнообразные задачи.
Наши знания о структурах, которые сделали возможным биологическое разнообразие жизни, расширяются с каждым новым шагом. Исследования показали, например, что в каждом органе человеческого тела – в ухе, в носу, во рту, в области плеч, в различных отделах кишечника – преобладают именно те бактерии, которые выполняют определенную работу в данной области. В других частях тела эти «специалисты» встречаются очень редко. Наряду с ними есть так называемые «генералисты», которые присутствуют практически в каждом участке организма, но нигде не доминируют, а прячутся в нишах, группируясь по несколько тысяч экземпляров.
Важнейшей средой обитания микробов является кишечник. Именно отсюда микробиом активно сотрудничает с иммунной системой. Некоторые микробы передают сигналы, другие заняты энергоснабжением, третьи терпеливо обучают иммунную систему правильно оценивать опасности. У маленьких детей эта микробная система очень чувствительна к утрате внутреннего равновесия. Поэтому все факторы, нарушающие равновесие, особенно негативно влияют на организм ребенка.
Совершенно ясно, что мы постоянно вторгаемся в микробную среду и изменяем ее, используя
