Главная Точные и естественные науки

В коже человека обитают одноклеточные

рука палец отпечаток
Автор Йорик

Много архей

Археи

Археи (лат. Archaea от др.-греч. ??????? «извечный, древний, первозданный, старый») — домен живых организмов (по трёхдоменной системе Карла Вёзе наряду с бактериями и эукариотами). Археи представляют собой одноклеточные микроорганизмы, не имеющие ядра, а также каких-либо мембранных органелл.

Ранее археи объединяли с бактериями в общую группу, называемую прокариоты (или царство Дробянки (лат. Monera)), и они назывались архебактерии, однако сейчас такая классификация считается устаревшей: установлено, что археи имеют свою независимую эволюционную историю и характеризуются многими биохимическими особенностями, отличающими их от других форм жизни.

В настоящее время археи подразделяют на более чем 5 типов. Из этих групп наиболее изученными являются кренархеоты (лат. Crenarchaeota) и эвриархеоты (лат. Euryarchaeota). Классифицировать археи по-прежнему сложно, так как подавляющее большинство из них никогда не выращивались в лабораторных условиях и были идентифицированы только по анализу нуклеиновых кислот из проб, полученных из мест их обитания.

Археи и бактерии очень похожи по размеру и форме клеток, хотя некоторые археи имеют довольно необычную форму, например, клетки Haloquadratum walsbyi плоские и квадратные. Несмотря на внешнее сходство с бактериями, некоторые гены и метаболические пути архей сближают их с эукариотами (в частности ферменты, катализирующие процессы транскрипции и трансляции). Другие аспекты биохимии архей являются уникальными, к примеру, присутствие в клеточных мембранах липидов, содержащих простую эфирную связь. Большая часть архей — хемоавтотрофы. Они используют значительно больше источников энергии, чем эукариоты: начиная от обыкновенных органических соединений, таких как сахара, и заканчивая аммиаком, ионами металлов и даже водородом. Солеустойчивые археи — галоархеи (лат. Haloarchaea) — используют в качестве источника энергии солнечный свет, другие виды архей фиксируют углерод, однако, в отличие от растений и цианобактерий (синезелёных водорослей), ни один вид архей не делает и то, и другое одновременно. Размножение у архей бесполое: бинарное деление, фрагментация и почкование. В отличие от бактерий и эукариот, ни один известный вид архей не формирует спор.

Изначально архей считали экстремофилами, живущими в суровых условиях — горячих источниках, солёных озёрах, однако потом они были обнаружены в самых различных местах, включая почву, океаны, болота и толстую кишку человека. Архей особенно много в океанах, и, возможно, планктонные археи являются самой многочисленной группой ныне живущих организмов. В наше время археи признаны важной составляющей жизни на Земле. Они играют роль в круговоротах углерода и азота. Ни один из известных представителей архей не является ни паразитом, ни патогенным организмом, однако они часто бывают мутуалистами и комменсалами. Некоторые представители являются метаногенами и обитают в пищеварительном тракте человека и жвачных, где они помогают осуществлять пищеварение. Метаногены используются в производстве биогаза и при очистке канализационных сточных вод, а ферменты экстремофильных микроорганизмов, сохраняющие активность при высоких температурах и в контакте с органическими растворителями, находят своё применение в биотехнологии.

Важным фактором здоровья человека выступает микробиом кожи. Большинство составляющих его микроорганизмов представляют собой комменсалов, которые защищают тело от патогенов. Основная роль при этом отводится бактериям, реже объектом исследований служат вирусы, эукариоты и археи. Предполагается, что последние распространены на коже незначительно и выполняют второстепенные функции; кроме того, существующие техники анализа микробиома рассчитаны на выявление клеток бактерий, но не архей: так, праймеры F515/R806, которые обычно используются в амплификации 16S рРНК генов, позволяют сравнительно точно выделить только 50 процентов известной последовательности ДНК архей.

Ранее случайно обнаружить архей на коже человека удалось только трем группам ученых (1, 2, 3). Так, в 2011 году американские биологи нашли на ладонях двух добровольцев хемиолитотрофов из типа Thaumarchaeota (F515/R806 «узнают» только восемь процентов последовательности их ДНК), обитающих в почвах. Затем авторы из Германии показали, что археи могут составлять 4,4 процента микробиома кожи, и на Thaumarchaeota приходится 88 процентов найденных линий. Помимо них в образцах были обнаружены и эвриархеоты (Euryarchaeota). Таким образом, число и вклад архей в здоровье человека могут превышать прошлые значения, однако то, от чего зависит их присутствие на разных участках кожи, по-прежнему неясно.

Распределение бактерий во многом определяют такие параметры, как сухость и потливость кожного покрова. Например, коринебактерии (Corynebacterium) и бета-протеобактерии (? Proteobacteria) часто находятся во влажных областях (подмышках, подколенной ямке), а пропионовокислые бактерии (Propionibacterium) и стафилококки (Staphylococcus) — в районе сальных желез: на лице и туловище. В новой статье специалисты из Медицинского университета Граца и других учреждений изучили долю архей в микробиоме на относительно крупной выборке из 51 человека в возрасте от одного года до 75 лет. Источником образцов служила кожа лица и торса, их оценка проводилась путем амплификации 16S рРНК генов и Фурье-спектроскопии.

 

Распределение архей в микробиоме человеческой кожи/ Красным цветом обозначены Thaumarchaeota, зеленым — Euryarchaeota, синим — Crenarchaeota / ©Christine Moissl-Eichinger et al., Scientific Reports, 2017

После выделения ДНК авторы сравнили значения с социодемографическими параметрами и химическими свойствами кожи. Результаты не обнаружили значимых различий по половому признаку, но гипотеза о связи количества архей с возрастом подтвердилась. Так, в период с одного года до 11 лет эти микроорганизмы составляли около 1,1 процента микробиома, в 12–60 лет — 0,2 процента, в 61–75 лет — 4,7 процента. Любопытно, что представленность архей, как и бактерий, коррелировала с влажностью кожного покрова: гораздо чаще они встречались на наиболее сухих участках. В соответствии с предыдущими наблюдениями, самым распространенным типом оказался Thaumarchaeota (70 процентов).

Отдельно ученые указали такие таксоны, как галобактерии (Halobacteria) — во всех образцах, кроме трех, — метаногены (Methanogens) и кренархеоты (Crenarchaeota) — в двух образцах. После Thaumarchaeota самым встречаемым на коже типом были эвриархеоты. Полученные данные дополняют имеющуюся информацию о распространенности архей в составе микробиома человека и указывают на необходимость дальнейших исследований.

Статья опубликована в журнале Scientific Reports.

 

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: naked-science.ru

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: