Джон Тёрни - Я – суперорганизм! Человек и его микробиом

Из информации, предоставленной таким путем, всё же можно узнать массу деталей. Первым делом вам показывают красивенькую цветную диаграмму, отражающую распределение бактериальных филумов в вашем кишечнике (или по крайней мере в крошечной пробе вашего кала).

Основную часть бактерий в моем образце составляли Firmicutes – 74,5 %, что заметно выше среднего показателя для базы данных «uBiome», где представлены, по-видимому, в основном североамериканцы, а у них в среднем по 61,6 % микроорганизмов из этого филума. Это среднее значение основано на анализе образцов из всевозможных участков тела, но в данном случае оно почти полностью совпадает с результатом для кишечных проб здоровых всеядных существ (именно к ним я отнес бы себя), составляющим 61,67 %.

Ближе к среднему показателю я оказался по менее распространенным Proteobacteria (3,83 % при среднем в 3,46 %) и Actinobacteria (3,01 % при среднем в 2,72 %), почти вдвое ниже среднего – по Bacteroidetes (11,8 % при среднем в 20,4 %). Эта разница показалась несущественной, когда я углубился в детали и посмотрел на разброс значений для проб из кишечника здоровых всеядных людей: практически от нуля до примерно 50 %. Лишь чуть больше 1 % найденных разновидностей бактерий не удалось классифицировать.

Дальше меня ждал сюрприз. Оказывается, существует целый филум, о котором я никогда раньше не слышал, – Tenericutes . Судя по данным анализа, к нему принадлежат целых 5,4 % моих кишечных бактерий. А среднее по всей базе «uBiome» – 0,183 %.

Вот это да! Интересное открытие. Значит, мой кишечный микробиом – необычный. По крайней мере, хоть в каком-то отношении. В образцах из кишечного микробиома других людей эта величина обычно ниже 0,5 % (у веганов – в среднем 0,65 %, но я не веган). Диапазон значений довольно узок, статистические выбросы очень редки. А я оказался далеко за пределами нормального диапазона. Почему?

Пока мне придется умерить интерес. Я понятия не имею, что означает эта высокая величина. И, насколько мне известно, никто ее сейчас объяснить не может.

Все мои Tenericutes, сообщил мне «uBiome», принадлежат к классу Mollicutes – сравнительно простым бактериям, не имеющим клеточной стенки и являющимся паразитами с весьма примитивным геномом, вероятнее всего возникшим путем избавления от как можно большего числа маловажных генов.

Такие бактерии часто обнаруживают прикрепившимися к клеткам легких или гениталий. Одна из них хорошо известна, поскольку имеет, вероятно, самый скудный геном среди всех клеток: в нем меньше 600 тысяч нуклеотидных пар. Речь идет о Mycoplasma genitalium – чрезвычайно простой прокариоте, которая, по-видимому, обладает почти минимальным геномом, необходимым для независимого существования. Именно поэтому она очень популярна среди генетиков-экспериментаторов. Но, как подсказывает ее название, живет она не в кишечнике.

Может быть, дело в какой-то нехарактерной пробе? Ведь она представляла собой очень маленькую часть результата одного акта опорожнения кишечника. И вообще все эти тесты проводятся пока не так уж долго, чтобы мы могли удостовериться в воспроизводимости результатов анализа; научный журналист Тина Сэй сообщает, что она получила весьма различные результаты, отправив порции одного и того же своего образца в «uBiome» и «Американский кишечник». По ее словам, соотношение Firmicutes и Bacterioidetes в двух образцах фекалий с одной той же части одного и того же куска туалетной бумаги оказалось «более или менее противоположным». Когда она обратилась с вопросом к сотрудникам компаний, ей ответили, что на такое расхождение результатов могли повлиять самые разные факторы – от методики выделения ДНК до алгоритмов обработки данных. Еще одно напоминание, что микробиомные штудии пока еще очень далеки от стандартизации [66].

Я пока не знаю, подтвердятся ли мои собственные результаты, если я снова раскошелюсь и повторю отбор пробы. Если они подтвердятся, мне наверняка захочется узнать, почему этот конкретный класс бактерий прижился у меня в кишечнике. Впрочем, возможно и такое объяснение: моя микрофлора кажется необычной лишь из-за того, что база данных «uBiome» пока сравнительно невелика. Обратившись к научной литературе, я выяснил, что неведомые мне прежде Tenericutes уже удавалось найти в кишечном микробиоме. Одно сравнительное исследование, выполненное в 2013 году, показало, что Tenericutes составляют 12 % кишечных бактерий у бангладешских детей, предоставивших образцы для анализа, и 4 % у обследованных американских детей. Мой результат сразу перестал выглядеть необычным: возможно, он лишь чуть выше, чем у среднего жителя Запада.

Так или иначе, мне забавно было посмотреть на мои результаты. Сравнение с базой данных «uBiome» служит полезным напоминанием о том, как сильно отличаются друг от друга микробиомы разных людей. Больше мне эти данные почти ничего не говорят. Подобного рода персональный анализ следует существенно детализировать, прежде чем он станет по-настоящему полезным для владельца микробиома (если здесь уместно использовать слово владелец ). Уже сейчас доступны и другие подробности: скажем, что мои Firmicutes разделяются на Clostridia (69 % в пробе), Negativicutes, Lactobacilli и какие-то Erysipelotrichia (по 1–2 %). Но все эти классы в свою очередь делятся на множество видов. Так что пока мы находимся на том уровне исследования, когда еще не чувствуем, будто вот-вот по-настоящему познакомимся с разновидностями бактерий, которые действительно населяют наш кишечник. С другой стороны, информация, полученная в ходе исследований на этом уровне, позволяет предположить, что индивидуальные отличия еще больше, возможно, отчасти из-за того, что речь идет об огромном количестве видов бактерий. А значит, далек тот день, когда вы сможете, получив в руки личный микробный профиль, получить и четкие указания на то, что означают все эти данные.

По сути это моментальный снимок кишечного микробиома взрослого человека, сделанный в какой-то день. Население этого микробиома явно велико и впечатляет разнообразием, даже если принимать в расчет лишь бактерии и игнорировать другие типы микробов. Более того, я уверен, что начинал свою жизнь без всяких микроорганизмов внутри меня. Как же все они туда попали?

Мы с вами – взрослые люди XXI века, обладающие зрелыми микробиомами. Мы получаем возможность изучать все более подробные «моментальные снимки» каждой из экосистем, составляющих это собрание микробов. Но откуда эти микроорганизмы взялись? На этот вопрос можно попытаться ответить, применяя два подхода. Один связан с личными особенностями и с развитием индивида, другой – с эволюцией. Оба позволяют выстроить линии рассуждений, в конечном счете приводящие к тому, что сегодня причинами изменений в нашем микробиоме служат, по сути, технология и культура. Подобно Земле в целом, наша личная микробиомная планета подвергается трансформациям, которые мы вызываем сами. В этой главе кратко излагаются современные версии обоих сюжетов и задается вопрос: что же мы натворили с современным микробиомом?