Одни считают ее противной, а для других она является удивительным микрокосмосом - слюна. Тысячи и тысячи вирусов, грибков, простейших, архей и, разумеется, бактерий обитают в нашей ротовой полости. Если микробиальная экосистема находится в равновесии, то и со здоровьем проблем не возникает. А если баланс нарушается, часто начинают развиваться различные заболевания.

Бактерии играют особую роль в полости рта: они служат своеобразными швейцарами, которые способны пропустить возбудителя заболевания или преградить ему дорогу. По оценкам исследователей, было опознано около 1000 видов бактерий, обитающих в ротовой полости. Однако еще такое же количество видов могут скрываться от глаз ученых. Остается неисследованной «микробиальная темная материя», как ее называют на научном жаргоне.

Именно поэтому новые открытия до сих пор потрясают научный мир, как это случилось с Джеффом МакЛином (Jeff McLean), стоматологом из Университета Вашингтона, США, и его коллегами. Во время изучения микробного зоопарка во рту человека они обнаружили форму жизни, которую еще никому не удавалось установить.

МакЛин и его коллеги занимались изучением микробов, вызывающих, кроме прочего, пародонтит - самое распространенное инфекционное заболевание в мире. От него страдает каждый десятый человек на планете, и каждый второй из людей в возрасте. Твердая биопленка в периодонтальных карманах включает в себя более сотни видов бактерий и вызывает воспаление, которое может привести к потере зуба на последней стадии, а также повышает риск сердечного инфаркта, ревматизма, выкидыша и развития аутоиммунных заболеваний. При пародонтите активно репродуцируются определенные патогенные микроорганизмы, в том числе Actinomyces odontolyticus (вид бактерий из рода  актиномицетов), вызывающие реакцию иммунной системы.

TM7x причисляется к таинственным штаммам из микробиальной «темной материи»

Однако в ходе исследований Джефф МакЛин обнаружил в слюне испытуемых не только Actinomyces odontolyticus. Во множестве случаев было установлено, что у возбудителей был попутчик: на их мембране сидели бактерии, отбирающие у актиномицетов полученные ими питательные вещества.

Бактерии, ведущие паразитический образ жизни за счет других бактерий

Бактерии, поражающие другие бактерии, являются исключительным случаем. До этого был обнаружен единственный вид с подобным образом жизни - бактерии из вида Bdellovibrio. Совершенное МакЛином открытие необычной формы жизни, названной TM7x, свидетельствует о том, что отношение паразит-хозяин в природе намного шире, чем было известно ранее.

Микроорганизмы TM7x примечательны и в другом аспекте: это первый микроб, полностью зависимый от другой бактерии. Так, TM7x не в состоянии синтезировать аминокислоты без помощи актиномицетов или других возможных хозяев. А эта способность незаменима для выживания и нормального функционирования клетки, так как только из аминокислот образуются жизненно важные белки. Геном микроорганизмов TM7x весьма мал: в нем обнаружено всего 700 генов.  Например, кишечная палочка обладает 5000 генов, а у Actinomyces odontolyticus их 2200.

Actinomyces odontolyticus

Впрочем, TM7x не так уж и безызвестен. Напротив, как сообщает Джефф МакЛин и его коллеги, штамм TM7 - это один из самых известных таинственных микроорганизмов из микробиальной темной материи. В ходе исследований ранее уже были обнаружены фрагменты его генома. Однако в то время их не причисляли к отдельной форме жизни. Дальние родственники нового микроорганизма, также принадлежащие штамму TM7, были обнаружены учеными впервые еще 20 лет назад в ходе проведения генетических анализов. Фрагменты ДНК были обнаружены различными исследовательскими группами в разнообразных местах обитания: в почве, в морской воде, в осадочных породах в глубинах морей, в горячих источниках и кишечнике термитов. У людей же микроорганизмы рода TM7 обитают не только в ротовой полости, но и в желудочно-кишечном тракте, а также на поверхности кожи и в половых путях. Изучение останков людей каменного века показывает, что TM7 содержался в превратившихся в известь зубных полостях и стал неотъемлемой частью человеческого микробиома с момента введения переработанного сахара в питание людей во время промышленной революции.

То, что исследовательская команда под руководством Джеффа МакЛина обнаружила в ротовой полости, не может быть причислено ни к одному известному типу паразитизма. С помощью микроорганизмов TM7x, бактерии могут значительно проще внедряться в белые кровяные тельца и обезвреживать их. Поэтому организм больше не может отражать атаки вируса и защищать периодонтальные карманы. В то время как при нормальных обстоятельствах белые кровяные тельца держали бы в страхе актиномицеты, а не наоборот.

О том, что TM7x связан с повышением риска заболевания, сообщалось еще в более ранних исследованиях. Так, следы их генома обнаруживались у людей с проблемами десен и кистозным фиброзом. Стоит отметить, что, в то время как у здоровых людей микроорганизмов TM7x всего 1% от числа всех бактерий, у пациентов с пародонтитом их до 20%. Джефф МакЛин также установил, что хозяин приобретает иммунитет к антибиотику стрептомицину, когда он поражен TM7x.

Совместная жизнь обоих спутников длится только до тех пор, пока питание в достатке. При нехватке питательных веществ паразит убивает своего хозяина, образуя дыры в его клеточной мембране и позволяя ему, фигурально выражаясь, истечь кровью. Ученые из Соединенных Штатов также установили, что форма клетки актиномицетов слегка изменяется под воздействием паразита. Сами по себе актиномицеты короткие, их форма неизменна. Когда же они подвергаются заражению, они вытягиваются, их форма становится нитевидной. «Это весьма динамичный процесс, - утверждает Джефф МакЛин. - А то, как TM7x репродуцируется и находит нового хозяина, пока до конца не известно».

До сих пор перед всеми, кто занимается изучением микроорганизмов штамма TM7, стояла проблема того, что культивировать штаммы бактерий в лаборатории не удавалось. Когда исследовательская команда из Университета Вашингтона совершила открытие, удалось найти лазейку.

Джефф МакЛин надеется, что проведенное им исследование в дальнейшем даст возможность победить болезни или даже положить конец устойчивости к антибиотикам, стремительно набирающей обороты в настоящее время. Благодаря новым методам поиска обнаруживается все больше и больше бактерий, обладающих истинными талантами в вопросах производства антибиотиков. И кто знает, сколько еще видов микробов из темной материи скрываются в организме человека?

Похожие статьи

• 

  В дамских сумочках живет больше бактерий, чем даже в унитазе. Новое исследование показало, что каждая пятая сумочка является густонаселенным домом для бактерий, опасных для здоровья человека. А самым загрязненным предметом в ней является крем для рук - на его ...

  В дамских сумочках полно микробов

• 

  Уже больше века человечество вовлечено в войну с бактериями. У нас под рукой целый арсенал из антибиотиков, дезинфицирующих средств, мы разработали методы пастеризации продуктов из-за боязни плесени. До начала 21-го века мы разделяли бактерии на опасные для зд ...

  Бактерии 21-го века – враги или друзья?

• 

  Американские ученые выяснили, что овощи и фрукты не являются панацеей здорового образа жизни. Дело в том, что 46% всех случаев пищевого отравления происходит как раз из-за овощей и фруктов. Исследование, проведенное Центром по контролю и профилактике заболеван ...

  Листовые овощи – главная причина отравлений

• 

  Многие люди верят, что вода из святых источников обладает чудодейственными свойствами и способна исцелять. Но новое исследование показало, что святая вода может нанести больше вреда, чем пользы.   ...

  Ученые проанализировали состав святой воды

• 

  В январе этого года группа ученых из Амстердама провела интригующий эксперимент, касающийся бактерий в кишечнике человека. Известно, что после приема антибиотиков умирают не только плохие бактерии, но и хорошие. Свято место пусто не бывает и эту среду быстро з ...

  Голландские ученые разработали способ нормализации микрофлоры кишечника