Заново изобретая колесо
Шрифт:
Исследовательница проявила редкостную проницательность. Сырная корка – идеальный объект для работы с микробными сообществами. В отличие от анаэробных микробов желудочно-кишечного тракта человека сообщества, населяющие сырные корки, легко культивируются в лаборатории. Кроме того, они воспроизводимы, и образцы легкодоступны. Даттон познакомилась с Бронвен на сырном фестивале «Медленная еда» в итальянском Бра, куда приехала, чтобы приобрести как можно больше образцов сыра. Наконец, эти сообщества достаточно сложны, чтобы их взаимодействие представляло интерес, но не более того: чрезмерная усложненность исключала бы серьезный эксперимент.
Сотрудников Даттон подбирала тоже мастерски. Ее первый постдокторант, д-р Бенджамин Вольф – миколог, одаренный неутомимым интеллектуальным любопытством, к тому же его супруга – одна из лучших шеф-поваров в Бостоне. Окутанные не слишком привлекательными запахами примерно тысячи созданных ими сырных сообществ, хранившихся в шкафах, на верхних полках и в построенном ими винном погребе, Даттон, Вольф и другие члены команды усердно разбирались с микробным взаимодействием, используя мини-сыры из лиофилизированной сырной массы. При этом среди людей,
6
Smith P. For Gastronomists, a Go-To Microbiologist // New York Times. September 19, 2012, D 5.
Очутившись в ее лаборатории в январе 2014 года, Бронвен была поражена. Центр системной биологии серьезно относится к междисциплинарному сотрудничеству: все его лабораторные площади открытой планировки, здесь можно совместно пользоваться любыми приборами. Разговоры за обедом способствуют неформальному обмену идеями, сотрудники регулярно участвуют в опытах друг друга. Команда по соседству изучала триллионы организмов, образующих микробиом человеческого кишечника, их влияние на переработку медикаментов и на всасывание питательных веществ. Взяв на себя роль подопытных кроликов, эти ребята только что закончили эксперимент, отчитавшись о нем в журнале Nature: он показывает, как изменение рациона питания приводит к моментальному и четко выраженному сдвигу в кишечном микробиоме.
Проработав уже не один год в сырной отрасли, Бронвен привыкла относиться к микробиологии сыров с позиции контроля качества, предпочитая якобы стерильные поверхности и маниакально «избегая загрязнения». В лаборатории Даттон она уяснила, что с точки зрения микроба мир выглядит совершенно по-другому и что здоровье зависит в большей степени от экологического баланса, чем от маниакального уклонения от контакта с «врагом». Любой микроорганизм, даже «рабочие лошадки» сыроделия, вроде Lactococcus lactis и Geotrichum candidum, способен вызвать серьезные и даже смертельные болезни, заселяясь в неправильном месте {7} . И наоборот, как продемонстрировала Мари-Кристин Монтель в своей работе с gerles, устойчивые микробные сообщества являются мощными инструментами. Сыр салер Ги Шамбона сделан в пористом деревянном чане, в помещении с земляным полом. Патогенные организмы туда даже не заглядывают.
7
Uchida Y., Morita H., Adachi S., Asano T., Taga T., Kondo N. Bacterial Meningitis and Septicemia of Neonate Due to Lactococcus lactis // Pediatrics International. 2011. № 1(53). Р. 119–120; Kassamali H., Anaissie E., Ro J., Rolston K., Kantarjian H., Fainstein V., Bodey G. Dis- seminated Geotrichum candidum Infection // Journal of Clinical Microbiology. 1987. № 9 (25). Р. 1782–1783.
Здоровые микробные сообщества хотя и невидимы, отнюдь не беззащитны: они могущественны, и мы только начинаем разбираться, как работает их сила. Они, а с ними и сыры находятся в центре революции: коренным образом меняется наше понимание окружающего мира и того, что значит быть здоровым. Микробиом кожи у всех людей разный, и некоторые кожные сообщества, как и некоторые сырные корки, обладают способностью отталкивать возбудителей болезней, тогда как другие их притягивают {8} . Растет число доказательств, что сообщества микроорганизмов, населяющих желудочно-кишечный тракт, контролируют все – от антираковых свойств крестоцветных овощей до настроения и уровня тревожности человека. Как представляется, дело не в количестве микробов, а скорее в составе их сообществ, который критически важен для их свойств и жизнестойкости {9} .
8
van Rensburg J. et al. The Human Skin Microbiome Associates with the Outcome of and Is Influenced by Bacterial Infection // mBio. 2015. № 5(6). e01315–15.
9
Dutton R., Turnbaugh P. Taking a Metagenomic View of Human Nutrition // Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care. 2012. № 15. Р. 448–454.
Коллеги Даттон и Вольфа блестяще показали, что виды, на долю которых приходится крохотный процент всего сообщества, в ряде случаев при изменении среды берут на себя ключевую роль. Во время одного эксперимента коллектив пять дней объедался мясом, сыром, яйцами и свиными шкварками. Это сразу отразилось на их кишечных микробных сообществах: там стало гораздо больше видов, специализирующихся на переработке немереного количества подобного рода пищи. Вскоре после перехода к нормальному
10
David L. et al. Diet Rapidly and Reproducibly Alters the Human Gut Microbiome // Nature. 2014. № 505. Р. 559–563.
Эволюция человека идет уже миллионы лет; микробы реагируют на изменение среды в считаные дни. Гибкость микробиома позволяет людям быстро приспосабливаться к совершенно разным, очень специфическим условиям. В своей книге «Плохие бактерии, хорошие бактерии» [5] д-р Мартин Блейзер утверждает, что это достигается благодаря многообразию человеческого микробиома. Без «микробов для особых обстоятельств» – дублеров, терпеливо ждущих за кулисами вызова на сцену, – привычно безвредное воздействие среды могло бы стать для нас смертельно опасным. Впервые описанная в конце XIX века бактерия Helicobacter pylori присутствовала в желудках у всего населения. Но в результате более агрессивных санитарных мероприятий и уязвимости этой бактерии к вездесущим антибиотикам H. pylori осталась в желудках менее чем 6 % американцев, родившихся после 1995 года {11} . Множатся свидетельства, что при возможном вреде H. pylori для здоровья она также подстегивает иммунитет, обеспечивая невосприимчивость к аллергии и астме. Сколько наших нынешних напастей, от астмы до ожирения, связаны с дефектами микробиомов, утративших былое многообразие?
5
Блейзер М. Плохие бактерии, хорошие бактерии: как повысить иммунитет и победить хронические болезни, восстановив микрофлору. М., 2016.
11
Blaser M. Missing Microbes: How Killing Bacteria Creates Modern Plagues. L.: Oneworld, 2014. Р. 116.
Генетик, специализирующийся на крупном рогатом скоте, д-р Пол М. Ванрейден изучал разные аспекты сыродельного фермерства, от микробов до животных, дающих молоко, и пришел в точности к таким же выводам. По его словам, «сохранение генетической изменчивости является ключевым параметром на пути к совершенству, как его ни определять» {12} . Биологическое разнообразие играет главную роль в иммунизации молочного скота. Ванрейден вовсе не радикал. Он – генетик американского Министерства сельского хозяйства, изучающий экономические параметры генетических особенностей коров. Он занимается совершенствованием статистических моделей ради улучшения – под этим он понимает резкий рост доходности – американского и мирового молочного скота.
12
VanRaden P. Impact of Genomics on Genetic Improvement (презентация представлена на конференции «Развитие генетики молочного скота: геномика, и не только» (Advancing Dairy Cattle Genetics: Genomics and Beyond), проходившей в городе Феникс в штате Аризона, 19 февраля 2014 года.
Научное сообщество также постепенно приходит к пониманию важности биологического разнообразия в пахотном земледелии. Д-р Джонатан Лундгрен и д-р Скотт Фости, изучавшие кукурузные фермы на севере Великих равнин США, показали, что биоразнообразие «выполняет в экосистеме ключевые функции, которые нельзя бесконечно заменять технологиями – пестицидами и гербицидами». Лундгрен и Фости определили все виды насекомых в листве кукурузы на 53 кукурузных фермах. На полях с б'oльшим видовым разнообразием было меньше вредителей. Удивительно, что на зараженность влияет не просто количество видов и изобилие некоторых насекомых. Дело скорее в сбалансированности внутри сообществ – это она обусловливает более низкое поражение вредителями {13} . Совсем как в случае с микробными сообществами на стенках деревянных gerles и с кишечным микробиомом, здоровье системы является следствием силы и стойкости экологической сети.
13
Lundgren J., Fausti S. As Biodiversity Declines on Corn Farms, Pest Problems Grow // The Conversation. July 31, 2015; www.theconversation.com/as-biodiversity-declines-on-corn-farms-pest-problems-grow-45477.
Уникальность сыра – это его способность сплавлять воедино биологическое разнообразие трех сред: флоры, фауны и микробов. Более того, сыр обладает свойством делать это в форме, которую потребитель может попробовать на вкус. Уникальность сыра салер Ги Шамбона, причина того, что стоит его поискать и немало за него заплатить, – предлагаемый им неповторимый опыт. Это обеспечивается разнообразной горной флорой, но для использования труднодоступных пастбищ приходится разводить редкую породу крупного рогатого скота, генетика которой позволяет не только выживать, но и отлично себя чувствовать в горах. Способ переработки молока Ги Шамбона теперь кажется экзотичным: он обходится без пастеризации, убивающей местные микробные сообщества, и не прибегает к добавкам заквасочных культур – их роль играет биопленка в gerles. В неповторимом глубоком вкусе такого сыра мы, потребители, ощущаем все особенности этой животноводческой системы. В смысле биологического разнообразия сыр – основополагающий продукт питания, инструмент, позволяющий потребителю «доверять, но проверять».