Бактерии, видимые без микроскопа, обычно встречаются в мангровых деревьях и кишечнике рыб, но анализ различных видов со всего мира предполагает, что они также обитают в кишечнике человека.
В нашем кишечном микробиоме обитают триллионы микробов, но далеко не все они микроскопические. Гигантские бактерии, достигающие сантиметра в длину, обычно встречаются в нишевых средах, таких как мангровые заросли и кишечник рыб. Но теперь микробиологи обнаружили следы ДНК Epulopiscium, одного из самых крупных известных типов бактерий, в микробиомах кишечника людей со всего мира.
Бактерии обычно имеют длину около 2 микрометров, в то время как гигантскими обычно определяются бактерии размером более 10 микрометров. Но виды, принадлежащие к роду Epulopiscium, могут достигать 600 микрометров – более половины сантиметра – в длину. Обычно эти микроорганизмы обнаруживаются в кишечнике рыб-хирургов, но Дэнни Ионеску из Берлинского технического университета заметил последовательности ДНК, родственные Epulopiscium, и у других видов рыб. Чтобы выяснить, насколько широко распространены эти микроорганизмы, Ионеску и его коллеги провели поиск последовательностей ДНК, амплифицированных из более чем 600 000 микробиомов. Большинство из них были общедоступными последовательностями, а остальные — из образцов, собранных командой Ионеску.
В микробиомах, полученных от различных видов из более чем 80 стран, исследователи обнаружили «десятки тысяч положительных результатов» на наличие Epulopiscium у животных от моллюсков до хорьков. Они также обнаружили виды Epulopiscium в тысячах образцов микробиома человека. Как правило, на них приходилось всего 1–2% от всех идентифицированных последовательностей ДНК в образце, но в редких случаях их доля достигала 20%.
У рыб-хирургов виды Epulopiscium изменяют pH кишечника и активность пищеварительных ферментов, но неясно, какое влияние они могут оказывать на людей. Однако исследователи обнаружили, что они наиболее многочисленны в первый год жизни. Также их чаще обнаруживали у людей с желудочно-кишечными заболеваниями, связанными с воспалением, такими как колоректальный рак и синдром раздраженного кишечника. «Мы считаем, что их появление это следствие дисбаланса микробиома», — отметил Ионеску. Гигантские бактерии имеют сотни, а то и тысячи различных хромосом в каждой клетке, и это огромное генетическое разнообразие помогает им процветать в нестабильных условиях. Поэтому они могут быть полезны в качестве маркера нарушенной работы кишечника до появления симптомов.
Присутствие гигантских бактерий в нашем кишечнике «было бы очень большим сюрпризом», — говорит Никола Сегата из Университета Тренто, Италия. Он считает, что поиск последовательностей ДНК может выявить неродственные бактерии, которые не обязательно являются гигантскими, но случайно имеют схожие гены. «Я нисколько не удивлюсь, если они на самом деле видят другую, возможно, неизвестную бактерию». Ионеску возражает, что даже если гены не принадлежат Epulopiscium, их владельцы, вероятно, являются близкими родственниками с похожими физическими характеристиками. «Я бы не ожидал, что они будут нормального размера», — говорит он.
Микробиолог Жан-Мари Волланд, который открыл в 2022 году самую крупную известную бактерию, Thiomargarita magnifica, говорит, что он заметил последовательности, связанные с Epulopiscium, у неожиданных видов, таких как морские свинки, и также подозревает, что у них гораздо более широкий круг хозяев, чем мы думали. Но чтобы доказать, что бактерии, владеющие генами, связанными с Epulopiscium, которые наблюдаются у людей, действительно гигантские, ученым придется увидеть их непосредственно под микроскопом. Ионеску сейчас проводит исследования с использованием флуоресцентных зондов, предназначенных для связывания с идентифицированными последовательностями, чтобы обнаружить эти бактерии. «Когда мы получим снимки, у нас будет доказательство», — говорит он.
