человеческий геном. То есть каждый из нас носит в себе гораздо больше микробных генов, чем человеческих. Так что если вы все еще склонны думать о себе как об исключительно человеческом индивидууме, вероятно, настало время пересмотреть это крайне устаревшее представление.
Кто же они такие, эти наши безликие микроскопические сожители? За многие годы исследований ученые разработали разные способы классификации этих организмов. Например, бактерий принято делить на три категории в зависимости от формы их клеток: бациллы, кокки и спириллы.
Бациллы – это самые привычные нам бактерии в форме палочек, которые под микроскопом зачатую выглядят как россыпь лекарственных капсул или как длинные опушенные колбаски. К бациллам относятся очень многие виды, от Lactobacillus plantarum, присутствующего в кислой капусте, до Bacillus anthracis, возбудителя сибирской язвы. То есть внешний вид бактерии еще ни о чем не говорит.
Кокки имеют шаровидную форму, и обычно они очень маленького размера. К ним относятся, например, Streptococcus thermophilus, ключевой ингредиент йогурта, и Staphylococcus aureus, возбудитель стафилококковых инфекций (включая и такую опасную лекарственно-устойчивую форму, как метициллин-резистентный стафилококк).
Спириллы (если вы еще не догадались) похожи на спираль, или, точнее, на штопор. Насколько нам известно, в мире болезней и еды они играют менее значимую роль, но все равно приятно знать, что есть и такие безумно занятные микробы.
Микроскопические грибы, встречающиеся в нашем кишечнике и в нашей пище, отличаются даже большим разнообразием форм, нежели бактерии. Некоторые из них, например дрожжи рода Saccharomyces, без которых не могут обойтись ни пекари, ни пивовары, имеют овальную форму. Представители рода Geotrichum, присутствующие в некоторых кисломолочных продуктах, больше похожи на палочковидные бактерии из группы бацилл. И есть еще Aspergillus. Эта разновидность грибов, которую культивируют для ферментации соевых бобов, образует совершенно удивительные головки, где развиваются их споры. В полном «цвету» эти спороносные головки похожи (под микроскопом, конечно) на распустившуюся стрелку какого-нибудь роскошного декоративного лука.
Эти формы и признаки определяют, как микробы взаимодействуют, воспроизводят себе подобных и двигаются. Большинство бактерий размножаются митозом, делясь пополам: ДНК и все важнейшие органеллы удваиваются, клетка увеличивается в размерах, после чего на ее поверхности появляется перетяжка, которая, все больше углубляясь, разделяет клетку на две (теоретически) идентичные клетки. Грибы размножаются разнообразными способами, в том числе и упомянутым выше – за счет спор. Грибы – неподвижные существа, тогда как многие бактерии имеют тонкий «хвостик» – жгутик, с помощью которого они перемещаются в пространстве, а также мелкие ворсинки – пили, позволяющие им прикрепляться к разным поверхностям.
* * *
В качестве первого шага к пониманию, как все эти микробы влияют на наше здоровье, необходимо разобраться, с кем именно мы имеем дело – и в нашем кишечнике, и в нашей пище.
Этот «список исполнителей» не полон и, скорее всего, еще некоторое время таким и останется. Пока последние несколько столетий ученые с увлечением каталогизировали потрясающее разнообразие населяющих нашу планету растений и животных, наши микробы оставались толком не изученными. Понятно почему. Во-первых, их нельзя увидеть невооруженным глазом. Кроме того, большинство кишечных микробов – анаэробные, а потому плохо себя чувствуют в нашем кислородном мире (в том числе и в наших лабораториях). До недавнего времени в микробиологических исследованиях нам приходилось полагаться только на организмы, которые удавалось вырастить в чашках Петри. Ясно, что, если взять мазок в одной среде и посмотреть, что из него вырастет в совершенно другой, это далеко не лучший способ выяснить, кто же на самом деле живет в той, первой среде. Это примерно как взять образцы растений и животных из Амазонки, переселить их в пустыню Атакама и посмотреть, кто из них там приживется. Естественно, то, что выживет и даже будет процветать на сухом песке, едва ли будет напоминать исходное изобилие речных видов. Но многие десятилетия нам приходилось довольствоваться только этим способом, и мы даже не представляем себе, насколько богато и разнообразно микробное население нашей кишечной «Амазонки».
Теперь же мы вооружены методами молекулярной генетики, которые гораздо достовернее могут сказать нам, кто живет в той или иной среде, даже если в лабораторных условиях эти организмы не выживают. Сейчас генетический анализ делается довольно быстро и относительно недорого, благодаря чему мы можем, прогнав наши пробы через секвенатор, получить реальное представление о том, сколько организмов умирает, а сколько – выживает. Исследователи смотрят на различия в специфическом участке гена рибосомальной РНК – 16S рРНК. У нас и у бактерий этот ген устроен по-разному, так что это простой и быстрый способ отсортировать бактериальный геном от генетического материала человека. К тому же он заметно различается от вида к виду, поэтому теперь ученые могут составлять списки видов, просто сравнивая последовательности 16S рРНК, без трудоемкого анализа полного генома каждого организма. Раз-раз – и все микробы подсчитаны. Может быть, этот метод и неидеален, ведь он едва ли дает полное представление о популяциях наших микробов и их динамике, но он гораздо более совершенный, чем попытки выращивать колонии бактерий в лаборатории.
Данные, полученные в ходе таких генетических исследований, привели к множеству поразительных открытий в отношении нашей кишечной микробиоты. Но даже когда нам кажется, что мы нащупали многообещающую связь между составом микробов и здоровьем, очень важно все тщательно проверить и перепроверить.
Приведу пример: в микробиомах североамериканцев и европейцев обычно доминируют бактерии, принадлежащие к двум типам: Bacteroidetes и Firmicutes, причем Bacteroidetes заметно преобладают. Ряд небольших исследований, проводимых на протяжении нескольких лет – и на лабораторных животных, и на людях, – выявил интересную закономерность: у особей с ожирением соотношение Bacteroidetes и Firmicutes оказывалось предсказуемым образом смещено. Стройные люди обычно имели больше Bacteroidetes, а обладатели избыточного веса отличались непропорциональным обилием Firmicutes.
Торжественный звук фанфар! Вы его слышите? Проблема лишнего веса решена, достаточно сместить это соотношение в сторону «стройной» пропорции с преобладанием Bacteroidetes. Гуру здорового питания дружно кинулись составлять подходящий рацион.
Но, увы, такое простое решение не работает. Более масштабные исследования не обнаружили какой-либо статистически значимой связи между ИМТ (индексом массы тела) человека и соотношением Bacteroidetes и Firmicutes. Да и вообще, можно ли говорить о том, что столь широкая таксономическая категория, как тип, способна определять наш вес? Вы же не скажете: «О, мне пришлось оставить мою новорожденную дочку дома, но ничего страшного – там за ней присмотрит парочка хордовых». Здесь как раз очень важно, кого именно из представителей этого обширного типа вы оставили посидеть с вашим отпрыском: медведей, гуппи или бабушку с дедушкой. Или, например, если доктор порекомендует перейти на растительную диету, вы же не броситесь грызть корень первого попавшегося болиголова (если только вам совсем не дорога жизнь без бекона). С какой же стати нам ожидать, что
