В последнем исследовании вселенной организмов, населяющих наши тела,  в фекалиях микробиологами были обнаружены новые гены вирусов. Оказалось, что состав вирусных групп, населяющих терминальные отделы кишечника у здоровых людей, уникален для каждого человека и устойчив в течение продолжительного времени. Даже у однояйцевых близнецов, микрофлора кишечника которых очень похожа, имеют вирусы в кишечнике отличающиеся как минимум «косметически».

Более чем 80% обнаруженных в ходе генетического секвенирования (расшифровки последовательности нуклеиновых кислот) вирусных ДНК, которые включали в себя как вирусы животных, так и бактериальные вирусы, никогда не встречались прежде. «Это в значительной степени неизведанный мир,» - говорит Джефри Гордон (Jeffrey Gordon) из Washington University in St Louis, Миссури, и автор работы, которая была недавно опубликована в журнале Nature. «Человек – крайне разнообразная форма жизни, состоящая из микроорганизмов и непосредственных частей тела».

Более чем 10 триллионов бактерий обычно населяют желудочно-кишечный тракт, где они синтезируют жизненно важные аминокислоты и витамины, продуцируют противовоспалительные факторы, помогают в расщеплении крахмала, сахаров и белков, которые люди самостоятельно переварить не могут. Внутри и среди этих бактерий живут бактериальные вирусы, или бактериофаги, которые могут снизить число бактерий, изменить их поведение, какие-то охотятся, а какие-то мирно сосуществуют, свободно перенося генетический материал от одной бактерии к другой.

Эта микроскопическая динамическая экосистема воздействует на нашу жизнь способами, которые мы пока еще не совсем понимаем. Действительно, повышение числа случаев возникновения пищевой аллергии в западном обществе привело к образованию гипотезы о том, что избыток гигиены приводит к исчезновению способностей микроорганизмов к колонизации кишечника человека. Как результат – отсутствие устойчивости к самым обычным продуктам.

Чтобы исследовать эту провокационную гипотезу, исследователи должны скачала понять полный состав микробной экосистемы здорового организма. Для этого группа Гордона и другие исследователи при помощи самых современных технологий секвенирования ДНК начали заносить в каталог человеческий «микробиом», т.е. все микроорганизмы, живущие в человеческом теле. Ранее основное внимание было сосредоточено прежде всего на бактериях, а не на вирусах.

«Это замечательное исследование,» - говорит Дэвид Релман (David Relman), микробиолог из Стэндфордского Университета (Stanford University), Калифорния, который связан с американским National Institute of Health's Human Microbiome Project. «Может случиться так, что вирусы окажутся самыми настоящими водителями системы из-за своей способности изменять бактерии, которые в свою очередь способны повлиять на организм,» - сказал он. «Таким образом это исследование в некоторой степени изучает генез человеческого тела, через изучение влияния вирусов населяющих организм».

Микробное перемирие

Согласно новому исследованию, бактериальные вирусы в нижних отделах кишечника, например, в толстой кишке, по всей видимости, существуют в более устойчивом состоянии по сравнению с подобными вирусами, например, в морской среде. Фекалии каждого человека из четырех пар однояйцевых близнецов и их матерей, содержали различные вирусные сообщества, состав которых менялся в течение года не более чем на 5%. Так же оказалось, что бактериальные вирусы спокойно располагались в профагах, вместо того чтобы активно размножаться и убивать бактерии.

«В океанах вирусы имели тенденцию к хищничеству,» - комментирует Эдвар ДеЛонг (Edward DeLong) из Massachusetts Institute of Technology в Кембридже. «Здесь же складывается интересная ситуация – в системе фекальных микробиотов, кажется, ведущую роль играют профаги, которые склонны объединять генетический материал в геном организма и прятаться там и таким образом достигается стабильность».

«Этот вид стабильности подразумевает, что есть симбиоз между бактериями и вирусами,» - комментирует Мартин Блэсер (Martin Blaser) из New York University Medical Center. «Эта ситуация отличается от отношений хищник-жертва или от гонки вооружений. Получается картина более прочного существования, в котором разные популяции работают сообща».

Команда исследователей нашла гены, кодирующие белки, которые никогда прежде не встречались в бактериальных вирусах. В бактериях эти белки – часть проводящих путей, ответственных за метаболизм углеводов и синтез аминокислот. Вирусы, несущие такие гены, могли бы ввести их в бактерии кишечника и таким образом оказаться потенциально способными изменить метаболизм человека.

Поскольку усвоение пищи отчасти зависит от отношений между бактерий и вирусами их населяющими, то понимание природы этих отношений могло бы дать рецепт лечения от ожирения, пищевых аллергий и других болезней. «Эта человеческая экосистема весьма важна, потому что она определяем то, что мы можем сделать и что мы можем съесть,» - говорит ДеЛонг. «Именно поэтому мы должны заботиться о ней».