Знакомые незнакомцы

При слове "бактерии" у большинства людей сразу же возникают ассоциации с болезнями. Между тем патогенные бактерии составляют лишь очень незначительную часть этих одноклеточных организмов, которых на сегодняшний день описано всего около десяти тысяч видов из предполагаемого миллиона с лишним. А вот без бактерий, образующих микрофлору желудочно-кишечного тракта каждого человека, нормальное переваривание пищи было бы просто невозможным.

Более того, нарушения жизнедеятельности этой микрофлоры нередко приводят к тяжелым заболеваниям. Бактерии не только расщепляют поступающую в организм человека пищу, обеспечивая усвоение питательных веществ, но и синтезируют ряд витаминов, а также тренируют нашу иммунную систему, чтобы та умела отличать друзей от врагов. Даже психические расстройства вроде аутизма могут быть связаны с избытком энтеробактерий, производящих нейротоксины.

Количество бактерий, населяющих кишечник человека, в несколько десятков раз превосходит число собственных клеток человеческого организма, а суммарная их масса составляет от одного до двух килограммов. Тем удивительнее, что научная информация об этих постоянных спутниках человека весьма скудна.

По-настоящему хорошо изучены лишь немногие представители микрофлоры кишечника и желудка, например, Escherichia coli или Helicobacter pylori. Об остальных известно мало. Даже видовое многообразие энтеробактерий оценивается весьма приблизительно - от 300 до 1000 видов. Но теперь ситуация начинает меняться благодаря европейскому проекту MetaHIT (Metagenomics of the Human Intestinal Tract). MetaHIT - это своего рода перепись бактериального населения кишечника, первые результаты которой были представлены на прошедшей в Кёльне ежегодной сессии Немецкого генетического общества.

Желудочно-кишечный тракт человека - это сложная экосистема, идеальная среда обитания для множества бактерий. Их видовое многообразие ученые пытаются теперь изучить, используя методы генетического анализа. Координатор проекта MetaHIT доктор Станислав Душко Эрлих (Stanislav Duško Ehrlich), микробиолог французского исследовательского центра INRA (Institut National de la Recherche Agronomique - Национальный институт агрономических исследований) близ Парижа, поясняет: "От 70 до 80 процентов бактерий, населяющих кишечник человека, не поддаются культивированию и размножению в лабораторных условиях. Поэтому мы изучаем наследственный материал бактерий. Кал человека содержит ДНК всех бактерий, обитающих в кишечнике".

Так же, как некогда в проекте "Геном человека", задача исследователей состоит в секвенировании, то есть в расшифровке нуклеотидных последовательностей в молекулах ДНК. Но есть и существенная разница: теперь речь идет не об одном многоклеточном организме, каждая клетка которого имеет один и тот же набор генов, а о множестве одноклеточных организмов с разными наборами генов. Это сотни видов бактерий, это миллионы генов.

"Проект MetaHIT стартовал всего полтора года назад, - говорит Душко Эрлих, - а мы уже полностью расшифровали геномы примерно тысячи бактерий. Если же считать количество расшифрованных букв генетического кода, то мы уже в 200 раз превысили показатели проекта "Геном человека". Техника секвенирования не стоит на месте"!

То же относится и к компьютерным программам, которые обрабатывают этот гигантский поток данных, составляя геномы отдельных видов бактерий. Душко Эрлих излагает первые научные результаты проекта так: "На данном этапе мы описали 3,3 миллиона бактериальных генов. Эти данные получены в процессе анализа кала 120 подопытных лиц - 80 из Дании и 40 из Испании. Бросается в глаза высокая степень совпадения данных: повсюду одни и те же гены одних и тех же видов бактерий. И сравнение с данными, собранными вне Европы - в США и в Японии, - дает сходные результаты".

Примерно 150 видов бактерий присутствуют везде, они имеют всемирное распространение и образуют, так сказать, основу кишечной микрофлоры каждого человека. Остальное - это индивидуальные различия. Но именно на них должны сосредоточить свое внимание медики, если они хотят использовать результаты проекта в клинической практике.

"В рамках проекта MetaHIT мы сконцентрировались на двух патологиях - на воспалительных процессах в кишечнике и на ожирении, - говорит Душко Эрлих. - Уже сегодня мы можем утверждать со всей определенностью, что избыточный вес четко коррелирует с видовыми особенностями кишечной микрофлоры пациента".