Бактериальный баланс, который поддерживает наше здоровье

Тысячи бактерий, грибов и других микробов, живущих в нашем кишечнике, вносят важный вклад в наше здоровье. Они расщепляют токсины, производят некоторые витамины и незаменимые аминокислоты, а также формируют барьер против патогенов. Исследование, опубликованное в Nature, показывает, что 3.3 миллиона микробных генов в нашем кишечнике превосходят предыдущие оценки для всего человеческого тела.

Ученые из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) в Гейдельберге (Германия) в рамках европейского проекта MetaHIT и в сотрудничестве с коллегами из Пекинского института геномики в Шэньчжэне (Китай) создали референсный набор генов для микробиома кишечника человека — каталог микробных генов, присутствующих в кишечнике. Их работа доказывает, что методы высокопроизводительного секвенирования можно использовать для анализа образцов из окружающей среды, и приближает нас к пониманию того, как поддерживать микробный баланс, необходимый для здоровья.

«Знание того, какая комбинация генов необходима для процветания правильного баланса микробов в нашем кишечнике, может позволить нам использовать неинвазивные образцы стула в качестве показателя здоровья, — говорит Пир Борк, чья группа в EMBL участвовала в анализе. — Однажды мы, возможно, сможем лечить определенные проблемы со здоровьем, просто употребляя йогурт с правильными бактериями».

Этот каталог микробных генов кишечника человека также будет полезен в качестве референса для будущих исследований, направленных на изучение связи между генетическим составом бактерий и конкретными заболеваниями или аспектами образа жизни, такими как диета.

Чтобы получить полную картину микробных генов в кишечнике человека, Борк и коллеги обратились к метагеномике. Они первыми применили метод высокопроизводительного секвенирования Illumina в метагеномике, развеяв сомнения в осуществимости такого подхода.

С точки зрения бактерии, кишечник человека — не лучшее место для жизни из-за низкого pH, недостатка кислорода и света. Поэтому бактериям пришлось развить средства выживания в этой сложной среде, которые это исследование начинает раскрывать. Ученые идентифицировали гены, необходимые каждой отдельной бактерии для выживания в кишечнике, а также те, которые должны присутствовать для процветания сообщества, но не обязательно у всех особей. Это может объяснить еще один вывод ученых: микробиомы кишечника разных людей более схожи, чем считалось ранее. Похоже, существует общий набор генов, присутствующий у разных людей, вероятно, потому что они обеспечивают выполнение ключевых функций. В будущем ученые хотели бы выяснить, одни и те же или разные виды бактерий вносят эти гены у разных людей.

Исследование проводилось в рамках европейского проекта MetaHIT под руководством Душко Эрлиха из Национального института агрономических исследований (Франция), а генетическое секвенирование выполнила команда Цзюнь Вана в Пекинском институте геномики в Шэньчжэне (Китай).