Попереду ще багато роботи

Цього тижня виповнюється 10 років з дня першого великого дослідження мікробного різноманіття в організмі людини, опублікованого в темпераментний характер консорціумом Human Microbiome Project (HMP), членом якого я був.

До цього мікробіологи знали, що в тілі міститься велика маса мікроорганізмів — п’янка суміш бактерій, а також археї, грибки та віруси, що поширюються по шкірі, ротовій порожнині та кишечнику — разом названих мікробіомом. Але до 2012 року у нас не було їх інвентаризації.

Насправді цей інвентар – показник у 10 трильйонів клітин, що належать до тисяч видів, загальною вагою 200 грамів на людину – досі неповний. Настав час розпочати цю ранню роботу (Консорціум проекту мікробіома людини темпераментний характер 486, 207-214; 2012 рік), а також оновлення проекту, щоб представити людство у всіх його складностях.

Знадобилося дуже багато часу, щоб досягти цього на початку, і темпи змін за останні 10 років були приголомшливими. Лише після того, як високопродуктивні технології генетичного секвенування — вперше розроблені для дослідження геному людини — стануть дешевими та досить простими у використанні, HMP можна запустити.

Після запуску в 2007 році консорціум секвенував ДНК мікробів, знайдених у та на 242 людей з двох американських міст – Бостона, штат Массачусетс, і Х’юстона, штат Техас, відібраних через їх близькість до двох відомих центрів секвенування на той час, MIT і Гарварду. Університет поблизу Бостона та Медичний коледж Бейлора в Х’юстоні. Нашу діяльність фінансував Об’єднаний фонд Національних інститутів охорони здоров’я США, і проект залучив академічних експертів з біоінформатики для мікробіома для роботи над даними після того, як ми їх згенерували.

READ У той час як захід США готується до сплеску «Omicron», лідери використовують підхід laissez-faire | новини США

Результатом став перший повний каталог інтактного американського мікробіому людини: повний список генів, присутніх у мікробіомі кишечника. HMP показав, що клітинні організми в кишечнику складаються з тисяч видів, генетичний слід яких у 150 разів перевищує розмір людського геному. Зрештою, ця велика кількість змусила біологів розглядати мікробіом як екологічно набутий «другий геном», прихований у людини-господарі.

Через десять років ми багато знаємо. Мікробіом має важливе значення для правильного функціонування нашого організму і є ключем до перетравлення їжі та захисту від патогенних мікроорганізмів. Експерименти на мишах показали, що склад мікробіома впливає на рівень соціальної заангажованості та тривожності. Поширені захворювання, такі як серцево-судинні захворювання та ожиріння, пов’язані з різними мікробіомами. Як діти здобувають свій мікробіом — і що впливає на розвиток мікробіому — також стає більш зрозумілим.

(З огляду на те, наскільки мікроби важливі для нашого здоров’я, я все ще вважаю дивним, що ми виконуємо так багато функцій для багатьох організмів, які ми отримуємо з навколишнього середовища, з самого народження.)

У нас також є багато академічних запитань без відповідей. Звідки вперше в еволюції людини з’явився мікробіом? Чим людські мікроби відрізняються від мікробів приматів, ссавців чи тварин загалом? Як мікробіом передається від однієї людини до іншої? І що означає зміна стерильних дієт і способу життя для довгострокового здоров’я мікробіома?

Той перший аналіз десять років тому, який набирав людей лише з двох американських міст, з жалем не зміг охопити справжнє різноманіття людського мікробіому. Тепер ми знаємо, що люди в Європі та Північній Америці мають менш різноманітний мікробіом, ніж люди в менш промислово розвинених регіонах, але дуже мало відомо про відмінності між групами людей.

READ З початку пандемії від коронавірусу від зброї померло в п’ять разів більше поліцейських

І ще менше відомо про багатьох інших тварин, які самі містять маси. Ми знаємо, що мікроби тварин у неволі відрізняються від мікробів тварин, які живуть у дикій природі, так само, як промислові людські мікроби відрізняються від непромислових. Але більшість того, що ми знаємо про тваринні мікроби, отримано з досліджень тварин у неволі. Оскільки ми втрачаємо різноманітність тварин через швидкі глобальні зміни, ми також втрачаємо різноманітність мікробіому.

Щоб дізнатися більше, потрібен новий консорціум, який бере участь у тисячах людей і тварин. Нам потрібні біологи дикої природи та вчені з мікробіома, які працюють пліч-о-пліч з екіпажами по всьому світу. Десять років тому аналіз був настільки новим і складним, що ми не замислювалися над тим, щоб отримати зразки. Тепер отримання зразків із глобальних джерел має стимулювати процес.

Деякі можуть задатися питанням, навіщо нам потрібен новий масивний і дорогий консорціум, коли дані вже надходять — одне дослідження за раз, яке проводять лабораторії, які працюють самостійно. Але індустріалізація рухається швидко, і сучасні економічні сили мають потенціал для знищення мікробного різноманіття швидше, ніж це можна спостерігати.

Новий консорціум дозволить вченим нарешті заповнити карту мікробіома. Це як перепис населення: не чекайте, поки окремі міста повідомлять про кількість населення; Ви докладаєте спільних зусиль, щоб зробити це послідовно і швидко, перш ніж воно зміниться.

Розширений новий аналіз різноманітності мікробіому людини та більш широкого мікробіому хребетних нарешті помістить дані про види в контексті дерева життя. Тільки тоді ми зможемо по-справжньому розширити ярлик «людина» на мікробіом.