Книга: Как микробы управляют нами. Тайные властители жизни на Земле

Примечания

Термины «микробиота» и «микробиом» в этой книге взаимозаменяемы. Некоторые ученые заметят, что под микробиотой понимаются сами живые существа, а под микробиомом – их общий геном. Однако еще в 1988 году термин «микробиом» был использован для описания группы микробов, обитающей в определенном месте. Это определение до сих пор считается основным – здесь важна часть «-биом», означающая сообщество, а не «-ом», относящаяся к миру геномов.

Впервые этот образ использовал эколог Клэр Фолсом (Folsome, 1985).

Губки: Thacker, Freeman, 2012; о пластинчатых мне лично рассказали Николь Дюбилье и Маргарет Макфолл-Най.

Costello et al., 2009.

О важности микробов в жизни животных уже много чего сказано, но лучше всего выразилась Макфолл-Най: «Животные в мире бактерий – новый императив для наук о жизни» (McFall-Ngai et al., 2013).

В детстве я видел в многосерийном фильме «Жизнь на Земле», как сэр Дэвид Аттенборо описывает мир именно так, и запомнил на всю жизнь.

Вторую половину вырабатывают растения на суше. В них фотосинтез происходит с помощью прирученных бактерий – хлоропластов. Получается, что весь кислород, которым вы дышите, появился благодаря бактериям.

В человеческом организме насчитывается порядка 100 триллионов микробов, причем большая их часть обитает в кишечнике. А звезд в Млечном Пути от 100 до 400 миллионов.

McMaster, 2004.

Митохондрии наверняка появились в результате того, что доисторическая бактерия соединилась с клеткой-хозяином, однако ученые до сих пор спорят, было ли это событие тем самым возникновением эукариот или оно было лишь одним из этапов их развития. На мой взгляд, сторонники первой теории собрали ряд весомых аргументов в ее пользу. Подробнее об этом я писал в онлайн-журнале Nautilus (Yong, 2014a), а еще подробнее можно прочитать в книге Ника Лейна The Vital Question (Lane, 2015a).

Размер не столь важен для обладания микробиомом: и на оболочке клеток, и в самих клетках некоторых одноклеточных эукариот тоже есть бактерии, хоть их и меньше, чем у нас, разумеется.

Джуда Роснер считает, что отношение 10 к 1 – «вымышленный факт». Он выяснил, что впервые его привел микробиолог Томас Лаки (Rosner, 2014). В 1972 году Лаки, не имея почти никаких доказательств, взялся утверждать, что на один грамм содержимого кишечника (жидкости или кала) приходится 100 миллиардов микробов, а в кишечнике взрослого человека находится в среднем 1000 граммов такого содержимого – получается 100 триллионов микробов. Знаменитый микробиолог Дуэйн Сэвидж затем сопоставил это число с десятью триллионами клеток нашего организма – доказательств именно этого количества у него тоже не было.

McFall-Ngai, 2007.

Li et al., 2014.

Удоды: Soler et al., 2008; муравьи-листорезы: Cafaro et al., 2001; колорадский жук: Chung et al., 2013; иглобрюх: Chau et al., 2011; рыба сифамия: Dunlap, Nakamura, 2011; муравьиный лев: Yoshida et al., 2011; круглые черви: Herbert, Goodrich-Blair, 2007.

Эти же светящиеся микробы попадали в раны солдат во время Гражданской войны в США и обеззараживали их. В армии это оберегающее от инфекции загадочное свечение окрестили «ангельским сиянием».

Gilbert, Neufeld, 2014.

Больше о жизни Уоллеса можно прочитать на сайте http://wallacefund.info.

В книге The Song of the Dodo прекрасно описаны приключения Уоллеса и Дарвина (Quammen, 1997).

Wallace, 1855.

В современной биологии термин «инфузории» относится ко вполне определенной группе простейших, но в XIX веке он использовался для обозначения простейших в целом. Простейшие – это эукариотические организмы, в большинстве своем одноклеточные, и микробами они, несомненно, являются. Однако книга Эда Йонга посвящена прокариотическим микробам, прежде всего бактериям. Термин «бактерии» во времена Дарвина использовался микробиологами, но сам Дарвин в своих работах особенного внимания бактериям не уделял, хотя интересовался микробами в целом и учитывал их в теории естественного отбора (O’Malley, 2009). – Прим. ред.

O’Malley, 2009.

Эта концепция, как и экологическая природа микробиома, доступно объясняются в этих работах: Dethlefsen et al., 2007; Ley et al., 2006; Relman, 2012.

Huttenhower et al., 2012.

Fierer et al., 2008.

Исследователи изучили изменения в микробиомах новорожденных детей, в том числе своих. Недавно Фредрик Бэкхед провел самое подробное исследование из всех и проанализировал образцы стула 98 младенцев за первый год жизни (Bäckhed et al., 2015). Таня Яцуненко и Джефф Гордон также провели выдающееся исследование в трех разных странах. В нем они показали, как микробиом младенца меняется за первые три года жизни (Yatsunenko et al., 2012).

Джеремиа Фейт и Джефф Гордон выяснили, что большая часть штаммов остается в кишечнике на протяжении десятков лет – их количество со временем варьируется, но они никуда не исчезают (Faith et al., 2013). Другие группы исследователей доказали, что за короткий срок микробиом может значительно измениться (Caporaso et al., 2011; David et al., 2013; Thaiss et al., 2014).

Quammen, 1997, с. 29.

Bouslimani et al., 2015.

Delsuc et al., 2014.

Скотт Гилберт, специалист по биологии развития, не один год пытался справиться с этим, казалось бы, пустяковым вопросом (Gilbert et al., 2012).

Relman, 2008.

Более подробно о жизни Левенгука можно узнать на посвященном ему сайте Дугласа Андерсона (http://lensonleeuwenhoek.net/) и из двух его биографий: Antony van Leeuwenhoek and His ‘Little Animals’ (Dobell, 2932) и The Cleere Observer (Payne, 1970). Также его открытия обсуждают в своих статьях Дуглас Андерсон (Anderson, 2014) и Ник Лейн (Lane, 2015b); в этой книге приведены цитаты из обеих.

Leeuwenhook, 1674.

Левенгук называл их animalcula – это слово в переводе с латыни означает «маленькие животные», его еще в античные времена использовали для обозначения микроскопических животных и простейших. Русскоязычные любители естествознания с удовольствием используют слово «анималькули», когда вспоминают об открытиях Левенгука. – Прим. ред.

Он имел в виду так называемых сырных клещей, самых крошечных из известных на тот момент живых существ.

Это в некоторой степени спорный момент. В 1650-х, за двадцать лет до того, как Левенгук рассмотрел в микроскоп воду, немецкий ученый Афанасий Кирхер занялся изучением крови умерших от чумы и описал «ядовитые корпускулы», которые превращались в «крошечных невидимых червей». Его описания довольно расплывчаты, но, скорее всего, он описывал красные кровяные клетки или кусочки омертвевшей ткани, а не вызывающую чуму бактерию Yersinia pestis.

Leeuwenhook, 1677.

Dobell, 1932, с. 325.

Александр Эбботт писал, что «в записях Левенгука совершенно нет предположений. Его вклад в науку замечателен тем, что он полностью объективен» (Abbott, 1894, с. 15).

Рассказы Пастера, Коха и их современников можно найти в книге «Охотники за микробами» (Kruif, 2002).

Dubos, 1987, с. 64.

Chung, Ferris, 1996.

Термин «экологическая микробиология» употребляется в русскоязычной научной литературе, на Западе больше в ходу microbial ecology, «микробная экология». Далее по ходу повествования используются оба словосочетания в зависимости от контекста. – Прим. ред.

Hiss, Zimmer, 1910.

Sapp, 1994, сс. 3 – 14. Книга Саппа, Evolution by Association, стала эпохальным и самым подробным трудом по истории исследований в области симбиоза.

Там же, сс. 6–9. Альберт Франк придумал этот термин в 1877 году, хотя он часто присваивается Генриху Антону де Бари, использовавшему его лишь год спустя.

Buchner, 1965, сс. 23–24.

Kendall, 1923.

Цитировалось: Zimmer, 2012.

Какие-то из их наблюдений подтвердились, какие-то нет – например, утверждение, что млекопитающие Арктики стерильны (Kendall, 1923).

Kendall, 1909.

Kendall, 1921.

Мечников давал общественные лекции, где рассказывал о своих теориях (см. The Wilde Lecture, 1901). Его схожесть с персонажем Достоевского подмечена у Kruif, 2002, а о его влиянии написано у Dubos, 1965, сс. 120–121.

Bulloch, 1938.

Фанке Сангодейи – одна из немногих историков, описавших этот период в развитии микробной экологии. Ее диссертацию (Sangodeyi, 2014) стоит прочитать хотя бы поэтому.

Роберт Хангейт, выходец делфтской школы в четвертом поколении, заинтересовался микробами, живущими в пищеварительных трактах растительноядных животных, таких как термиты и домашний скот. Он разработал следующий метод: пробирка изнутри покрывалась агаром, а кислород из нее удалялся с помощью углекислого газа. С помощью этого метода бактериологи наконец-то получили возможность выращивать анаэробных микробов, обитающих в пищеварительных трактах животных, в том числе и нас с вами (Chung, Bryant, 1997).

Американский стоматолог Джозеф Эплтон решил последовать примеру Левенгука и изучить бактерий ротовой полости. С 1920-х по 1950-е годы он и другие следили за изменениями в сообществах бактерий во рту при заболеваниях ротовой полости и за тем, как на них влияет слюна, пища, возраст и время года. Во рту микробы куда менее привередливы, чем в кишечнике: можно было брать пробу ватной палочкой, а еще они ничего не имели против кислорода. Изучая их, Эплтон помог превратить стоматологию – второстепенную отрасль медицины – из обычной профессии в настоящую науку (Sangodeyi, 2014, сс. 88 – 103).

Rosebury, 1962.

Еще Розбери написал первую научно-популярную книгу о человеческом микробиоме – опубликованный в 1976 году бестселлер «Жизнь на человеке».

Дуэйн Сэвидж замечательно описал все последующие исследования (Savage, 2001).

Биография Рене Дюбо, написанная Моберг, описывает его жизнь в красочных подробностях (Moberg, 2005).

Dubos, 1987, с. 62.

Dubos, 1965, сс. 110–146.

Цитата из интервью для The New York Times (Blakeslee, 1996). Чтобы узнать больше о революционных открытиях Везе, см. One Plus One Equals One Джона Арчибальда (Archibald, 2014) и The New Foundations of Evolution Яна Саппа (Sapp, 2009).

Сама идея принадлежит не Везе. Фрэнсис Крик, один из соавторов открытия двойной спирали ДНК, предложил похожую стратегию в 1958 году, а Лайнус Полинг и Эмиль Цукеркандль предложили использовать молекулы в качестве «свидетельств эволюционной истории» в 1965 году.

Молодой ученый Джордж Фокс работал вместе с Везе и был соавтором его главного труда (Woese, Fox, 1977).

Morell, 1997.

Этот подход, известный как молекулярная филогенетика, разбросал по древу жизни множество групп, которые раньше считались родственными из-за внешнего сходства, и объединил существ, которые, несмотря на совершенно разную внешность, оказались родичами. Также благодаря ему было окончательно доказано, что митохондрии – те самые крохотные овальчики, вырабатывающие энергию для клеток, – когда-то были бактериями. У них были собственные гены, явно напоминающие бактериальные. То же относится и к хлоропластам, позволяющим растениям использовать энергию солнца в процессе фотосинтеза.

Йеллоустонское исследование: Stahl et al., 1985. Пейс применил ту же методику к бактериям в организме глубоководных червей. Результаты были опубликованы на год раньше, однако тогда не было открыто ни одного нового вида.

Тихоокеанское исследование Пейса: Schmidt et al., 1991; недавнее исследование в месторождении подземных вод в Колорадо: Brown et al., 2015.

Pace et al., 1986.

Handelsman, 2007; National Research Council (US) Committee on Metagenomics, 2007.

Kroes et al., 1999.

Eckburg, 2005.

Важные ранние исследования, проведенные в лаборатории Гордона: Bäckhed et al., 2004; Stappenbeck et al., 2002; Turnbaugh et al., 2006.

В декабре 2007 года Национальные институты здравоохранения США запустили пятилетний проект «Микробиом человека», цель которого – описать микробиом ноздрей, ротовой полости, кожи, кишечника и гениталий 242 физически здоровых добровольцев. В проекте, подкрепленном 115 миллионами долларов из государственного бюджета, было занято около двух сотен ученых. В результате появился «самый подробный список живых организмов и генов нашего микробиома на настоящий момент». Год спустя подобный проект под названием MetaHIT был запущен в Европе. Его главной целью стало исследование кишечного микробиома, а финансирование составило 22 миллиона евро. Похожие проекты появились в Китае, Японии, Австралии и Сингапуре. Эти проекты описаны у Mullard, 2008.

О своем путешествии по «Микропии» я рассказал в журнале New Yorker (Yong, 2015а).

Эта сцена также встречается в моем описании Макфолл-Най для Nature (Yong, 2015b).

Исследование гавайской эупримны: McFall-Ngai, 2014. О роли цилий в привлечении V. fischeri: Nawroth et al., 2017. Об изменениях в организме эупримны, происходящих с появлением V. fischeri: Kremer et al., 2013. О процессах, начинающихся после того, как V. fischeri достигнет лакун: McFall-Ngai, Ruby, 1991. Макфолл-Най впервые заявила, что V. fischeri влияет на развитие организма гавайской эупримны, в 1994 году: Montgomery, McFall-Ngai, 1994. Микроб-ассоциированные молекулярные паттерны были описаны Таней Коропатник и другими в 2004 году: Koropatnick et al., 2004.

В оригинале: Yoshi, Yahoo, Ysolde, Yardley, Yara, Yves, Yusuf, Yokel, and Yuk (Mr). – Прим. ред.

Карен Гиллемин доказала, что кишечник данио-рерио может достичь зрелого состояния лишь в том случае, когда в нем есть микробы, на оболочке которых имеются липополисахариды (Bates et al., 2006). А Джерард Эберл выяснил, что пептидогликаны оказывают похожий эффект на кишечник мыши (Bouskra et al., 2008). Влияние микробов на развитие организма животного обсуждают Cheesman, Guillemin, 2007; Fraune, Bosch, 2010.

Coon et al., 2014.

Rosebury, 1969, с. 66.

Fraune, Bosch, 2010; Sommer, Bäckhed, 2013; Stappenbeck et al., 2002.

Hooper, 2001.

Исследования Хупер вдохновили Джона Ролза провести похожую серию экспериментов на данио-рерио. Многие активируемые микробами гены из найденных им оказались такими же (Rawls et al., 2004).

Gilbert et al., 2012.

Что ж, вынуждены и мы. Притом что в русском языке под словом «хоаны» обычно подразумеваются внутренние носовые отверстия в черепе позвоночных животных. – Прим. ред.

Обычно бактерии одноклеточные, но это же биология, тут всегда найдутся исключения. Myxococcus xanthus при определенных условиях образуют хищные колонии, состоящие из миллионов клеток, которые двигаются, развиваются и охотятся как единый организм.

Alegado, King, 2014.

Великий немецкий биолог Эрнст Геккель считал, что первые животные на Земле представляли собой полые сферы, которые поедали бактерий. Эти гипотетические колонии он окрестил Blastaea и, по своему обыкновению, решил их зарисовать. Его набросок во многом напоминает розетку хоанофлагеллят, которую нарисовал сын Кинг.

Имя Algoriphagus machipongonensis означает «холодный едок из Мачипонго» (Alegado et al., 2012).

Недавно научная группа Николь Кинг выяснила, что и половую жизнь хоанофлагеллят тоже стимулируют бактерии. В экспериментах участвовали уже знакомые нам бактерии V. fischeri: оказалось, они выделяют фермент, под воздействием которого хоанофлагелляты S. rosetta начинают формировать стайки и сливаться мембранами и ядрами, в результате чего происходит рекомбинация генетического материала. Это первая демонстрация возможного влияния бактерий на размножение эукариот (Woznica et al., 2017). – Прим. ред.

Hadfield, 2011.

Leroi, 2014, с. 27.

Хэдфилду понадобилось почти десять лет, чтобы выяснить, как именно бактерии вызывают изменения в организме червя. Ответ, как выяснилось, на удивление жестокий. Хэдфилд вместе с Ником Сикума в Калифорнийском технологическом институте выяснил, что P-luteo вырабатывает белки под названием бактериоцины, с помощью которых воюет с другими микробами (Shikuma et al., 2014). Эти белки протыкают оболочки других клеток, что приводит к их гибели. Вместе они объединяются в крупное куполообразное скопление, выставляя наружу опасные острия. У P-luteo такими скоплениями вся биопленка усеяна, будто минами. Хэдфилд полагает, что при прикосновении личинки червя к такой «мине» одна из клеток организма – бац! – продырявливается насквозь. Возможно, этого оказывается достаточно, чтобы вызвать нервный сигнал, говорящий личинке, что пора бы уже вырасти.

Hadfield, 2011; Sneed et al., 2014; Wahl et al., 2012.

Gruber-Vodicka et al., 2011; результаты исследования регенерации еще не опубликованы.

100

Sacks, 2015.

101

В нескольких исследованиях показано, что микробы влияют на жировые отложения (Bäckhed et al., 2004), гематоэнцефалический барьер (Braniste et al., 2014) и костную ткань (Sjögren et al., 2012). Другие исследования, относящиеся к этому вопросу, рассмотрели Fraune, Bosch, 2010.

102

Rosebury, 1969, с. 67.

103

И не просто какого-нибудь там микробиома. Деннис Каспер выяснил, что у стерильной мыши разовьется мощная иммунная система, лишь если в ее организм поступят микробы из организма другой здоровой мыши, а вот человеческий микробиом или даже крысиный не подойдут (Chang et al., 2012). Значит, определенные сообщества микробов коэволюционировали вместе с хозяевами, чтобы настроить их иммунитет оптимальным способом. Здесь даже вирусы замешаны. Кен Кэдуэлл заразил стерильных мышей штаммом норовируса, родственного тому, который нередко проклинают пассажиры круизных лайнеров, свешиваясь за борт. Грызуны начали вырабатывать большее количество белых кровяных клеток различных типов. Вирус вел себя словно богатый бактериями микробиом (Kernbauer et al., 2014).

104

О связи иммунитета и микробиома подробно рассказано в этих статьях: Belkaid, Hand, 2014; Hooper et al., 2012; Li, Mazmanian, 2010; Selosse et al., 2014. О важности микробов на раннем этапе жизни: Olszak et al., 2012.

105

Дэн Литтман и Кенья Хонда выяснили, что сегментированные нитчатые бактерии могут спровоцировать реакцию иммунных клеток, участвующих в воспалении (Ivanov et al., 2009). Хонда также показал, что бактерии Clostridia стимулируют противовоспалительные клетки (Atarashi et al., 2011).

106

Чтобы понять, насколько это на самом деле важно, вспомните о ВИЧ. Его боятся именно потому, что он уничтожает Т-хелперы и в результате иммунная система человека перестает реагировать даже на слабых патогенов.

107

Первое исследование Мазманяна, посвященное B-frag и полисахаридам А: Mazmanian et al., 2005. Бывшая сотрудница лаборатории Джун Раунд принимала участие в более поздних исследованиях: Mazmanian et al., 2008; Round, Mazmanian, 2010.

108

B-frag обитает не в каждом кишечнике. К счастью, она – лишь одна из миллионов бактерий с похожими качествами. Венди Гарретт выяснила, что большинство из них производят одни и те же вещества – например, короткоцепочечные жирные кислоты, которые стимулируют ту часть иммунной системы, что отвечает за подавление воспалений (Smith et al., 2013b).

109

Теоретически. На самом деле мы до сих пор не знаем, за что отвечает большая часть этих генов, но рано или поздно обязательно узнаем.

110

Важность микробных продуктов метаболизма описывают Dorrenstein et al., 2014, Nicholson et al., 2012, Sharon et al., 2014.

111

Моча леопарда тоже пахнет попкорном. Когда будете кататься на джипе по саванне в Африке, имейте в виду: манящий аромат жареной кукурузы ничего хорошего не сулит.

112

Theis et al., 2013.

113

Исследование пахучих желез: Archie, Theis, 2011; Ezenwa, Williams, 2014. Запах однояйцевых близнецов: Roberts et al., 2005; исследования саранчи, тараканов и клопов-краевиков: Dillon et al., 2000; Wada-Katsumara et al.; 2015, Becerra et al., 2015.

114

Lee et al., 2015; Malkova et al., 2012.

115

Hsiao et al., 2013.

116

Willingham, 2012.

117

Мазманян представил результаты этого исследования, проведенного Гилом Шэроном, на конференции, и на момент написания книги они не опубликованы.

118

Об этом рассказывает сам Уильям Бомонт (Beaumont, 1838), также эта история упоминается в его биографии (Roberts, 1990).

119

Несмотря на травму, Сент-Мартин пережил Бомонта на 27 лет. Бомонт погиб, поскользнувшись на льду.

120

Обсуждений этой темы много, даже больше, чем исследований. Вот подборка: Collins et al., 2012; Cryan, Dinan, 2012; Mayer et al., 2015; Stilling et al., 2015. Одно из важнейших исследований было проведено в 1998 году. Марк Лайт заразил мышей Campylobacter jejuni – бактерией, вызывающей пищевое отравление. Доза была столь ничтожной, что иммунная система мышей даже не прореагировала. Они не заболели, но начали вести себя тревожнее (Lyte et al., 1998). В 2004 году японская научная группа выяснила, что стерильные мыши более бурно реагируют на стрессовые ситуации (Sudo et al., 2004).

121

Река исследований в 2011 году включила работы Джейн Фостер (Neufeld et al., 2011), Свена Петтерсона (Heijtz et al., 2011); Стивена Коллинза (Bercik et al., 2011), а также Джона Крайана, Теда Дайнана и Джона Биненштока (Bravo et al., 2011).

122

Bravo et al., 2011.

123

Проектом руководил Джон Биненшток. Штамм L. rhamnosus JB-1 открыли в его лаборатории – отсюда и название. Он воодушевил своих ирландских коллег, проведя ту же серию экспериментов в Канаде на других мышах, немного при этом изменив методику. А результаты все равно оказались теми же. Тогда-то ученые и поняли, что у них кое-что наклевывается. «Мы тогда подумали: о боже, это же круто! – рассказывает он мне. – Эта чертовщина в каждой лаборатории себя по-разному ведет».

124

Одни микробы создают нейромедиаторы напрямую, другие заставляют клетки кишечника их вырабатывать. Часто думают, что эти вещества относятся только к мозгу, однако по меньшей мере половина дофамина в нашем организме находится в кишечнике, как и 90 % серотонина (Asano et al., 2012).

125

Tillisch et al., 2013.

126

Pinto-Sanchez et al., 2017.

127

Одна научная группа из США пересадила микробов из кишечника мышей, питающихся в основном жирной пищей, в кишечники мышей, привыкших к обычному корму. В результате у реципиентов повысился уровень тревожности и ухудшилась память (Bruce-Keller et al., 2015).

128

Эту идею высказал Джо Олкок (Alcock et al., 2014).

129

О паразитах, контролирующих наш разум, я говорил в своем выступлении на конференции TED (Yong, 2014b).

130

Возможно, T. gondii влияет и на поведение человека: некоторые ученые предполагают, что зараженные люди отличаются от незараженных по характеру, демонстрируют повышенный риск попасть в автомобильную катастрофу и склонность к шизофрении.

131

Историю исследований Вольбаха и Гертига подробно описывают Kozek, Rao, 2007.

132

Наездники Стаутхамера: Schilthuizen, Stouthamer, 1997; мокрицы Риго: Rigaud, Juchault, 1992.; бабочки Херста: Hornett et al., 2009; обзор всего вышеперечисленного: Werren et al., 2008; LePage, Bordenstein, 2013.

133

В более раннем исследовании подсчитали, что она присутствует в организме 66 % членистоногих (Hilgenboecker et al., 2008), но в более позднем решили, что 40 % ближе к правде (Zug, Hammerstein, 2012).

134

Возможно, в океане обитают и более распространенные бактерии. Одна из них – Prochlorococcus – распространена настолько, что всего в миллилитре воды с поверхности океана их копошится около 100 тысяч. Они вырабатывают около 20 % кислорода в атмосфере. Вдохните пять раз – часть кислорода, что вы вдохнули, наверняка была выработана этими бактериями. Но это рассказ для другой книги.

135

Нематоды: Taylor et al., 2013; мухи и комары: Moreira et al., 2009; постельные клопы: Hosokawa et al., 2010; моль-пестрянка: Kaiser et al., 2010; наездник: Pannebakker et al., 2007. У наездника довольно извращенная причина быть зависимым от других. Его организм, как и организм любого другого животного, обладает программами самоуничтожения, чтобы избавляться от собственных поврежденных или злокачественных клеток. Вольбахия эти программы ослабляет, а наездник, чтобы это компенсировать, напротив, повышает их чувствительность. Теперь, если избавить организм наездника от вольбахии, он начинает по ошибке уничтожать клетки тканей, необходимых для появления яиц. Наездник столько боролся с бактерией, что в итоге начал на нее полагаться. Никаких преимуществ вольбахия ему не предоставляет, но расстаться эти двое теперь не смогут при всем желании.

136

Dale, Moran, 2006; Douglas, 2008; Kiers, West, 2015; McFall-Ngai, 1998.

137

Blaser, 2010.

138

Broderick et al., 2006.

139

Теодор Розбери слово «оппортунист» терпеть не мог. «Такое название снова намекает на сходство между микробом и человеком, словно микробы перенимают наши грехи! – писал он. – Все микробы, все живые организмы реагируют на происходящие вокруг изменения. У них появляются новые различные возможности – так безвредные микробы становятся опасными». Для описания появляющихся в природе союзов, которые при одних условиях приносят пользу, а при других – вред, он придумал новый термин – амфибиоз. Хороший термин и даже изящный, но, пожалуй, излишний – множество, если не большинство союзов и так являются таковыми.

140

Zhang et al., 2010.

141

Муха-журчалка: Leroy et al., 2011; комары: Verhulst et al., 2011.

142

Полиовирус: Kuss et al., 2011. Другой вирус, MMTV, вызывающий рак молочных желез у мышей, использует бактериальные молекулы в качестве поддельных пропусков – иммунная система по ним пропускает его в кишечник (Kane et al., 2011).

143

Wells et al., 1930.

144

Волоклюи: Weeks, 2000; губаны-чистильщики: Bshary, 2002; муравьи и акации: Heil et al., 2014.

145

Кирс говорила об этом на конференции. Также ее взгляды изложены здесь: West et al., 2015.

146

Макфолл-Най рассказывает, что гавайские эупримны успешно избавляются от несветящихся симбионтов – каким-то образом замечают этих мутантов в лакунах и выгоняют вон.

147

Bevins, Salzman, 2011.

148

Желудочная кислота: Beasley et al., 2015; муравьи и муравьиная кислота: интервью с Хайке Фельдхаар.

149

Клопы: Ohbayashi et al., 2015; бактериоциты: Stoll et al., 2010.

150

Такое часто происходит у долгоносиков – они с помощью антибактериального вещества не дают размножаться бактериям в клетках. Если сделать так, чтобы долгоносик перестал это вещество вырабатывать, бактерии будут размножаться, выберутся из клеток и начнут носиться по телу насекомого (Login, Heddi, 2013).

151

Абделазиз Хедди открыл эту способность долгоносика: Vigneron et al., 2014. Многие другие животные – насекомые, моллюски, черви, травоядные млекопитающие – для получения добавки питательных веществ переваривают собственных микробов. Этой стороне симбиоза уделяется мало внимания. Ученые часто полагают, что микробы тоже получают какие-то преимущества от связи с животными, будь то питание, защита или стабильная среда, но такая выгода подтверждается лишь в редких случаях. В дерзкой статье под названием «Симбиоз с точки зрения симбионта: есть ли польза для микробов?» Жюстин Гарсия и Николь Джерардо пишут: «В тех случаях, когда доказательства тому, что симбионт получает какую-то пользу, не найдены, можно предположить, что симбионты – не равноправные партнеры, а, скорее, заключенные или сельхозкультуры» (Garcia, Gerardo, 2014).

152

Интервью с Форестом Роуэром.

153

Barr et al., 2013.

154

Следует заметить, что это лишь одна из множества теорий, описывающих появление иммунной системы.

155

Vaishnava et al., 2008.

156

Самое важное из антител – иммуноглобулин А (IgA). Кишечник его вырабатывает в огромных количествах – каждый день примерно по чайной ложке. Однако массовый IgA бывает разный. У этой молекулы множество форм, немного друг от друга отличающихся, и каждая создана для того, чтобы распознавать и нейтрализовывать своего микроба. Клетки иммунной системы берут пробу микробов из зоны разоружения и принимаются вырабатывать IgA, рассчитанный на самые распространенные там виды микробов. Затем они добавляют эти антитела в слизь, и она покрывает местных микробов, не давая им двигаться. Система настолько эффективна, что около половины бактерий у нас в кишечнике сидят в смирительных рубашках из иммуноглобулина. Вместе с микробным сообществом постепенно меняется и набор IgA, необходимых для того, чтобы держать микробов под контролем. Система замечательна тем, что быстро приспосабливается к изменениям.

157

Belkaid, Hand, 2014; Hooper et al., 2012; Maynard et al., 2012.

158

Hooper et al., 2003.

159

Первой эту гипотезу высказала Макфолл-Най: McFall-Ngai, 2007. В ней есть свои недочеты: вот, например, если иммунная система позвоночных и правда столь важна для того, чтобы контролировать сложносоставной микробиом, то как у кораллов и губок получается уживаться с огромными микробными сообществами, если их иммунная система устроена гораздо проще?

160

Elahi et al., 2013.

161

Rogier et al., 2014.

162

Bode, 2012; Chichlowski et al., 2011; Sela, Mills, 2014.

163

Kunz, 2012.

164

Команда состояла из самого Джермана, микробиолога Дэвида Миллза, химика Карлито Лебриллы и специалиста по вопросам питания Даниэлы Бэрил.

165

Этим исследованием руководил Роберт Уорд (Ward et al., 2006). Секвенированием генома занимался Дэвид Села (Sela et al., 2008).

166

Это может привести к заметным результатам: так, во время исследования в Бангладеш группа Миллза обнаружила, что младенцы, в организме которых в большом количестве присутствует B. infantis, лучше реагируют на прививки от столбняка и полиомиелита.

167

Миллз мне рассказал, что B. infantis – не всегда B. infantis. Ее нередко путают с другими микробами, совершенно на нее не похожими. Один из штаммов так называемых B. infantis часто используется в йогуртах, но в экспериментах Миллз его использует в качестве отрицательного контроля. Он ведет себя совсем не так, как любители молока – истинные B. infantis.

168

Большей частью этих исследований руководил Дэвид Ньюберг (Newburg et al., 2005); исследованием ВИЧ занимался Ларс Боде (Bode et al., 2012).

169

Не исключено, что матери таким образом детьми манипулируют. В интересах ребенка сделать так, чтобы мама уделяла ему как можно больше внимания, и эволюция дала младенцам множество способов этого добиться – они плачут, лезут обниматься, а еще они до невозможности милые. Однако мать должна уделять внимание сразу нескольким детенышам – как уже родившимся, так и будущим. Если она будет тратить силы лишь на одного, возможно, потом она не сможет вырастить остальных. Значит, эволюция должна предоставить матери какие-нибудь способы с этим бороться. Эволюционный биолог Кэти Хайнд предполагает, что одним из этих способов стало молоко. Оно питает определенных микробов, а некоторые микробы, как мы выяснили в предыдущей главе, оказывают влияние на поведение хозяина. Меняя состав олигосахаридов в своем молоке, мама, сама того не замечая, может питать микробов, манипулирующих мозгом ее ребенка так, чтобы тот требовал меньше внимания. Если ребенка мало что беспокоит, возможно, он быстрее станет независимым, а мама сможет сконцентрироваться на других детях.

170

Важность гликанов: Marcobal et al., 2011; Martens et al., 2014; фукоза и больные мыши: Pickard et al., 2014.

171

Fischbach, Sonnenburg, 2011; Koropatkin et al., 2012; Schluter, Foster, 2012.

172

Kiers, West, 2015; Wernegreen, 2004.

173

Гены, благодаря которым хозяева замечают изменения в среде и приспосабливаются к ним, исчезают одними из первых. В конце концов, этим микробам больше не приходится беспокоиться о погоде, температуре и пище. Уютно устроившись в клетках насекомого, они наслаждаются стабильностью на протяжении миллионов лет. Также они часто избавляются от генов, необходимых для починки и перестановки ДНК, и теряют возможность исправлять неполадки в оставшихся последовательностях.

174

McCutcheon, Moran, 2011; Russell et al., 2012; Bennett, Moran, 2013.

175

Сложно сказать, можно ли считать их отдельными видами. Тут такой странный случай, что традиционные определения не очень подходят.

176

Исследованием руководили Мэттью Кэмпбелл, Джеймс ван Левен и Петр Лукашик (Campbell et al., 2015; Van Leuven et al., 2014); чилийские результаты пока не опубликованы.

177

Bennett, Moran, 2015.

178

Роувер детально и с юмором описал экспедицию на острова Лайн в книге Coral Reefs in the Microbial Seas (Rohwer, Youle, 2010). В ней же можно найти подробности исследований, о которых рассказано в этой главе, не считая остальных, ссылки на которые ниже.

179

В английской научной литературе названия этих болезней звучат так: white pox disease, black band disease, pink line syndrome, red band disease. В русском языке названия не устоялись в той степени, как в английском. – Прим. ред.

180

Представления Роувера о гибели кораллового рифа описаны здесь: Barott, Rohwer, 2012. Исследование микробов в кораллах: Dinsdale et al., 2008. Эксперименты с макроводорослями: Smith et al., 2006. Исследование вирусов в кораллах: Thurber et al., 2008, 2009. Исследование черных рифов: Kelly et al., 2012. Рейтинг микробиализации: McDole et al., 2012.

181

Эд Йонг использует термин fleshy algae, то есть «мясистые водоросли». Под ним подразумеваются макроскопические донные морские водоросли (красные, бурые, зеленые), растущие в приливно-отливной зоне. – Прим. ред.

182

Американский сатирик Стивен Кольбер, рассказывая в своем шоу об этом эксперименте с вирусами, поинтересовался: «А кораллы-то эту дрянь от кого подцепили?» («Who has been fucking the corals?»).

183

Бывают у кораллов и болезни, вызванные одним микробом. «Белая чума», например, результат трудов Serratia marcescens – бактерии, обитающей в почве и канализационных отходах. Однако это скорее исключение, чем правило.

184

Обзоры понятия «дисбиоз»: Bäckhed et al., 2012; Blumberg, Powrie, 2012; Cho, Blaser, 2012; Dethlefsen et al., 2007; Ley et al., 2006. Этот термин нередко приписывают русскому ученому Илье Мечникову, но о дисбиозе говорили и за несколько десятилетий до него.

185

С некоторыми учеными, работавшими с Гордоном, мы встречаемся в этой книге, в том числе с Джастином Зонненбергом, Рут Лей, Лорой Хупер и Джоном Ролзом. С Робом Найтом они уже давно сотрудничают. Саркис Мазманян утверждает, что занялся исследованиями в области микробиологии благодаря статье, написанной Гордоном в 2001 году, «еще до того, как микробиом стал микробиомом».

186

Этой комнатой заправляют Дэвид О’Доннелл и Мария Карлссон, работающие с Гордоном с 1989 года, и Джастин Серуго, беженец из Демократической Республики Конго, устроившийся в университет уборщиком и позже присоединившийся к команде. Спасибо, что показали и рассказали все, ребята.

187

Микробиолог Джеймс Рейнирс и инженер Филип Трекслер разработали способы массового производства стерильных мышей в 1940-х (Kirk, 2012). Они извлекали матки беременных самок, обрабатывали их дезинфекционным раствором, помещали в изолированные камеры, вырезали зародышей и выращивали их вручную. Так они разводили стерильных мышей, крыс и морских свинок, а потом смогли заняться свиньями, котами, собаками и даже обезьянами. Методика, безусловно, эффективная, однако первые стальные камеры с массивными рукавицами и крошечными окошками были неудобными и жутко дорогими. К 1957 году Трекслер создал пластмассовую камеру с резиновыми перчатками, почти как в лаборатории Гордона. Работать с такими камерами оказалось куда проще, да и стоили они в десять раз меньше.

188

Bäckhed et al., 2004.

189

О связи микробиома и ожирения: Zhao, 2013; Harley, Karp, 2012. Первым исследованием, в котором было доказано, что микробы в кишечнике страдающих ожирением людей и мышей отличаются от нормальных, руководила Рут Лей (Ley et al., 2005), а Питер Тернбо провел серию опытов по пересадке кишечных микробов людей с ожирением в кишечник стерильных мышей (Turnbaugh et al., 2006).

190

Патрис Кани руководил работой с Akkermansia вместе с Виллемом де Восом, открывшим эту бактерию (Everard et al., 2013). Ли Каплан руководил исследованием, посвященным операции желудочного шунтирования (Liou et al., 2013).

191

Ridaura et al., 2013.

192

Исследованием руководили Мишель Смит и Таня Яцуненко. В нем также принимали участие Марк Мэнари и Инди Трехан (Smith et al., 2013a).

193

Как выразился великий эколог Боб Пейн, «значительные отклонения от нормы приводят к экологическим сюрпризам». Он имел в виду национальные парки, острова и устья рек. То же самое он мог бы сказать о нашем организме (Paine et al., 1998).

194

О взаимосвязи микробиома и иммунитета: Belkaid, Hand, 2014; Honda, Littman, 2012; Round, Mazmanian, 2009.

195

О связи воспалительных заболеваний кишечника с микробиомом написана не одна сотня статей. Я рекомендую к прочтению обзоры, подготовленные передовыми специалистами в этой области: Dalal, Chang, 2014; Huttenhower et al., 2014; Manichanh et al., 2012; Shanahan, 2012; Wlodarska et al., 2015. Также стоит взглянуть на серию проведенных Венди Гарретт исследований, посвященных влиянию иммунитета на микробиом (Garrett et al., 2007, 2010), и на статьи об изменениях в микробиоме, происходящих при воспалительных заболеваниях кишечника: Morgan et al., 2012; Ott et al., 2004; Sokol et al., 2008.

196

Из исследований, посвященных связи микробиома с воспалительными заболеваниями кишечника, одно из самых масштабных было проведено под руководством Дирка Геверса (Gevers et al., 2014).

197

Cadwell et al., 2010.

198

Berer et al., 2011; Blumberg, Powrie, 2012; Fujimura, Lynch, 2015; Kostic et al., 2015; Wu et al., 2015.

199

Hay fever, hygiene, and household size. Все элементы перечисления в названии статьи начинаются с буквы «h». «Среднее «h» было ключевым, – пишет Эд Йонг. – Оно подарило идее имя: hygiene hypothesis». – Прим. ред.

200

Gerrard et al., 1976; Strachan, 1989. Иногда Стракана ошибочно считают отцом гигиенической гипотезы, однако сам он отрицает, что породил на свет такой enfant terrible, приводит цитаты мыслителей, использовавших этот термин до него, и утверждает, что подбирал слова, «руководствуясь скорее склонностью к аллитерации, чем стремлением создать новую научную парадигму» (Strachan, 2015).

201

Arriera et al., 2015; Brown et al., 2013; Stefka et al., 2014.

202

«Старыми друзьями» их впервые назвал Грэм Рук (Rook et al., 2013).

203

Fujimura et al., 2014. Возможно, разница обусловлена тем, что собаки крупнее кошек и чаще бывают на улице.

204

Dominguez-Bello et al., 2010. Эпидемиологические исследования, указывающие на связь кесарева сечения и болезней, возникающих позже: Darmasseelane et al., 2014; Huang et al., 2015.

205

На влияние насыщенных жиров указал Юджин Чан (Devkota et al., 2012). Эндрю Гевиртц исследовал пищевые добавки (Chassaing et al., 2015).

206

О приключениях Беркитта: Altman, 1993. Его рассуждения о клетчатке цитируются здесь: Sonnenburg, Sonnenburg, 2015, с. 119.

207

Венди Гарретт и другие ученые показали, что расщепляющие клетчатку бактерии производят короткоцепочечные жирные кислоты (Furusawa et al., 2013; Smith et al., 2013b). Манеш Десай выяснил, что за неимением клетчатки кишечные бактерии принимаются за слизистый слой (Desai et al., 2016).

208

Джастин и Эрика Зонненберг доказали, что от недостатка клетчатки некоторые микробы в кишечнике вымирают (Sonnenburg et al., 2016), и описали преимущества клетчатки (Sonnenburg, Sonnenburg, 2014).

209

Микробиому жителей сельских районов посвящено несколько исследований, в том числе передовые статьи Карлотты де Филиппо и Тани Яцуненко (De Filippo et al., 2010; Yatsunenko et al., 2012).

210

American Chemical Society, 1999.

211

О влиянии антибиотиков на микробиом: Cox, Blaser, 2014; там же указаны приблизительные детские дозы антибиотиков. Другие исследования, в которых показано, какое воздействие антибиотики оказывают на микробиом: Dethlefsen, Relman, 2011; Dethlefsen et al., 2008; Jakobbson et al., 2010; Jernberg et al., 2010; Schubert et al., 2015.

212

Это выяснилось в 1960-х, когда ученые доказали, что мышиные фекалии могли остановить размножение сальмонеллы, но лишь в тех случаях, когда мышей предварительно не кормили антибиотиками (Bohnhoff et al., 1964).

213

Это сравнение придумала Кэтрин Лемон (Lemon et al., 2012).

214

Первое исследование связи антибиотиков с ожирением Блейзер проводил со своим коллегой Илсуном Чо (Cho et al., 2012). Вторым руководила Лора Кокс (Cox et al., 2014). Эпидемиологическое исследование возглавил Леонардо Трасанде (Trasande et al., 2013).

215

Так он написал у себя в «Твиттере». Маршалл – ученый, доказавший, что H. pyloriвызывает гастрит, очень интересным способом: он сам эту бактерию съел.

216

Всем интересующимся этой темой просто необходимо прочесть рассказ Мэрин Маккенны о постантибиотической эре (McKenna, 2013) и ее книгу Superbug (McKenna, 2010).

217

Rosebury, 1969, с. 11.

218

Исследования H. pylori: Blaser, 2005. Опасения насчет ее исчезновения: Blaser, 2010; Blaser, Falkow, 2009. О долгой совместной истории H. pylori и человека: Linz et al., 2007. Авторская заметка в журнале The Lancet: Graham, 1997. Об отсутствии влияния H. pyloriна смертность в целом: Chen et al., 2013.

219

Исследованием руководил Зак Льюис.

220

В англоязычных психологических и социологических исследованиях употребляется акроним WEIRD (Western, Educated, Industrialised, Rich, Democratic) – то есть «странные» страны. – Прим. ред.

221

Исследования микробиомов жителей поселений и аборигенов, промышляющих охотой и собирательством: Clemente et al., 2015; Gomez et al., 2015; Martinez et al., 2015; Obregon-Tito et al., 2015; Schnorr et al., 2014. Исследование, посвященное микробам в копролитах: Tito et al., 2012.

222

Le Chatelier et al., 2013.

223

У жителей Камеруна, пораженных паразитической амебой Entamoeba, кишечный микробиом куда более разнообразен, а если у них еще и глисты имеются, то тем более. Может, бактерии дают паразитам доступ к организму, а может, паразиты каким-то образом увеличивают количество видов бактерий. Как бы там ни было, в этом случае разнообразие кишечных микробов, которым обладают селяне, указывает на присутствие чего-то нежелательного в организме (Gomez et al., 2015).

224

Moeller et al., 2014.

225

Blaser, 2014, с. 6.

226

Eisen, 2014.

227

Mukherjee, 2011, сс. 349–356.

228

Уже написано столько научных статей, связывающих кишечный микробиом с тем или иным заболеванием, что Элизабет Бик, неустанный летописец новых исследований в области микробиома, придумала шуточный тег в «Твиттере» – #gutmicrobiomeandrandomthing («кишечный микробиом и все что угодно»). Среди постов можно найти «Кишечный микробиом и почему я все время встаю в самую медленную очередь», «Кишечный микробиом и искусство ремонта мотоциклов» и «Кишечный микробиом и узник Азкабана».

229

The Allium, 2014.

230

Что касается дисбиоза, Фергус Шэнахан предупреждает, что «нельзя забывать о словах Джорджа Оруэлла: «наша собственная неаккуратность в выборе слов заставляет нас мыслить на не столь высоком уровне». Врачи порой ошибаются из-за неточностей в номенклатуре и терминологии. Неологизмы следует включать в речь с осторожностью – зачастую они не нужны или же подразумевают понимание там, где его нет» (Shanahan, Quigley, 2014).

231

Этот аргумент я привел в статье о контекстуальной природе микробиома в The New York Times (Yong, 2014c).

232

Данным исследованием руководили Рут Лей и Омри Корен (Koren et al., 2012).

233

Исследованиями микробиома влагалища руководили Ларри Форни и Жак Равель (Gajer et al., 2012; Ma et al., 2012). Анализ других частей тела провел Пэт Шлосс (Ding, Schloss, 2014).

234

Одним исследованием руководила Кэтрин Поллард, а другим – Роб Найт (Finucane et al., 2014; Walters et al., 2014).

235

Сюзанна Сэлтер и Алан Уокер доказали, что на инструментах для извлечения ДНК из образцов и ее подготовки к секвенированию практически всегда в небольшом количестве присутствует ДНК микробов (Salter et al., 2014).

236

Пэт Шлосс, например, написал программу, которая предсказывает по образцу микробиома, в какой степени он подвержен колонизации C-diff (Schubert et al., 2015).

237

Некоторые ученые пытались ответить на этот вопрос, наблюдая за собственными микробиомами. Эрик Альм и Лоуренс Дэвид из Массачусетского технологического института занимались этим ежедневно на протяжении года. Дэвид, подхватив так называемую диарею путешественника в Бангкоке, получил возможность проследить, как сообщество его кишечных микробов пережило переворот и со временем вернулось в нормальное состояние. Альм, подцепив сальмонеллу после неудачного похода в ресторан, заметил, как быстро эта зараза захватила весь его кишечник и как сообщество микробов переключилось в совершенно другое состояние, когда он выздоровел (David et al., 2014).

238

Subramanian et al., 2014.

239

Вместе с Плэнером этим исследованием руководил Эндрю Кау (Kau et al., 2015).

240

Chowbacca, от англ. chow – корм. – Прим. ред.

241

Redford et al., 2012.

242

История Фрица: University of Utah, 2012. Первоначальное описание HS: Clayton et al., 2012. Второй случай пока не опубликован.

243

Дерево, о которое поранился мальчик, все еще растет – в отличие от яблони Фрица. Дейл планирует к нему съездить и взять образец HS в естественной среде обитания. Тогда он сможет провести рискованный, но значимый эксперимент – ввести HS в насекомых в надежде, что получится создать новый, искусственный симбиоз.

244

Бактерии Sodalis удивительно хороши в деле подселения в клетки животных, и большую роль в этом играет чувство кворума – способность бактерий координировать действия в зависимости от их плотности и концентрации выделяемых ими сигнальных молекул. Члены научной группы Колина Дейла подселяли в долгоносиков мутантных Sodalis с нарушенным чувством кворума, и бактерии попросту убивали насекомых. Обычно же Sodalis по достижении определенной плотности отключают ряд генов, производящих летальные для хозяина белки, и затем хорошо с ним уживаются. Успех Sodalis как симбионтов в том, что они тонко чувствуют, когда нужно остановиться (Enomoto et al., 2017). – Прим. ред.

245

Дейл может их различить, потому что у разных вариантов – поселившихся, скажем, в мухах цеце и в долгоносиках – утрачены разные гены из полного набора, которым обладает HS. Они развились из похожих на HS предковых микробов, которых приручили независимо друг от друга.

246

Тли и передача микробов половым путем: Moran, Dunbar, 2006; мокрицы-каннибалы: Le Clec’h et al., 2013; белокрылки и сок растений: Caspi-Fluger et al., 2012; человек и заглатывание микробов с пищей: Lang et al., 2014; наездники как загрязненные шприцы: Gehrer, Vorburger, 2012.

247

Джон Дженайк помещал клещей, сосущих кровь одного вида плодовых мушек, на представителей другого вида. Разумеется, вскоре эти самые представители обзавелись микробами, обитавшими прежде лишь в организме мушек первого вида (Jaenike et al., 2007).

248

О зарождении новых симбиозов: Sachs et al., 2011; Walter, Ley, 2011.

249

Kaltenpoth et al., 2005.

250

Funkhouser, Bordenstein, 2013; Zilber-Rosenberg, Rosenberg, 2008.

251

Я как-то раз спросил у Фукацу, как он решает, над чем работать. Он призадумался, указал пальцем на воображаемую пылинку в воздухе и воскликнул: «Ага! Интересно!» А потом просто улыбнулся мне. Когда я задал тот же вопрос Мартину Калтенпоту, он ответил: «Я ищу вид, которым не занимается Такема, и говорю, что начал его исследовать». Статьи Такемы Фукацу о клопах: Hosokawa et al., 2008; Kaiwa et al., 2014; Hosokawa et al., 2012.

252

Pais et al., 2008.

253

Osawa et al., 1993.

254

Мягко говоря. Я опросил множество исследователей микробиома на тему того, к каким результатам они относятся наиболее скептически, и многие указали именно на эти.

255

Многие животные, обитающие под водой, выпускают своих симбионтов прямо в воду, чтобы у их личинок и детенышей их было достаточно. Гавайская эупримна, например, это делает каждое утро, на рассвете. Медицинская пиявка каждые несколько дней выделяет из кишечника слизь с высоким содержанием микробов, и ее привлекает слизь, выделенная другими пиявками (Ott et al., 2015). Некоторые виды круглых червей убивают насекомых, изрыгая в их кровеносную систему кучу ядовитых бактерий. Их личинки развиваются внутри мертвых насекомых и на определенном этапе пожирают симбионтов-убийц – они им еще пригодятся (Herbert, Goodrich-Blair, 2007).

256

Люди, живущие в одном доме: Lax et al., 2014; общительные бабуины: Tung et al., 2015; игроки в роллер-дерби: Meadow et al., 2013.

257

Мысли Ломбардо на эту тему (Lombardo, 2008) – лишь предположения, но их вполне можно проверить на практике. Если он прав, то окажется, что животные, получающие микробов из окружающей среды (как, например, гавайская эупримна) или по наследству (как, например, тля), с большей вероятностью ведут одиночный образ жизни. А вот у тех, которым микробы достаются от товарищей (термиты, к примеру), должна быть развита сложная социальная система, благодаря чему представители вида регулярно вступают друг с другом в тесную связь. Ученым, чтобы выяснить наверняка, понадобится нарисовать семейные древа разных групп животных, в которых есть как социальные виды, так и ведущие одиночный образ жизни (как клопы Фукацу, например), и узнать, всегда ли эволюция микробных союзов предшествует образованию больших групп. Насколько я знаю, пока этого не выяснил никто.

258

Первый эксперимент Фрауне: Fraune, Bosch, 2007; последовавшие за ним исследования, показывающие, как именно гидра выбирает себе нужных микробов: Franzenburg et al., 2013; Fraune et al., 2009, 2010; обзор исследований Боша: Bosch, 2012.

259

Bevins, Salzman, 2011; Ley et al., 2006; Spor et al., 2011.

260

Киты и дельфины: интервью с Эми Эпприлл; пчелиные волки: Kaltenpoth et al., 2014.

261

Симбионты пчелы: Kwong, Moran, 2015; Lactobacillus reuteri: Frese et al., 2011; эксперименты Ролза: Rawls et al., 2006.

262

Эндрю Бенсон, к примеру, выявил 18 участков генома мыши, влияющих на количество самых распространенных кишечных микробов у особи. Одни участки контролируют количество отдельных видов микробов, а другие – целых групп (Benson et al., 2010).

263

Статья была опубликована под фамилией Саган, взятой Маргулис после замужества (Sagan, 1967).

264

Margulis, Fester, 1991.

265

Впервые о хологеноме еще в 1980-х заговорил биотехнолог Ричард Джефферсон, но свои наблюдения он так и не опубликовал (Jefferson, 2010). В 1994 году он рассказал о своей теории на конференции – это было за 13 лет до того, как Розенберги независимо от него придумали то же самое и назвали так же.

266

Hird et al., 2014.

267

Рут Лей, к примеру, доказала, что гены человека не определяют состав нашего микробиома полностью, но зато оказывают заметное влияние на присутствие в нем определенных групп. Самая наследуемая бактерия у нас в организме – недавно обнаруженная Christensenella, которую мало кто знает (Goodrich et al., 2014). У одних она есть, у других ее нет, и примерно на 40 % это зависит от наших генов. Эта загадочная бактерия наиболее распространена у детей, обычно присутствует в организме людей со здоровым весом и часто обнаруживается в комбинации с рядом других микробов. Не исключено, что этот вид является ключевым: встречается относительно редко, но в экологическом плане имеет большую мощь.

268

Розенберги выдвигают теорию хологенома: Rosenberg et al., 2009; Zilber-Rosenberg, Rosenberg, 2008; Сет Борденстайн и Кевин Тейс ее расширяют: Bordenstein, Theis, 2015; Нэнси Моран и Дэвид Слоун с ней не соглашаются: Moran, Sloan, 2015.

269

Эксперимент Дианы Додд: Dodd, 1989; дальнейшие исследования Розенберга под руководством Гила Шэрона: Sharon et al., 2015.

270

Wallin, 1927; Margulis, Sagan, 2002.

271

Первый эксперимент: Bordenstein et al., 2001; второй эксперимент: Brucker, Bordenstein, 2013.

272

Brucker, Bordenstein, 2014; Chandler, Turelli, 2014.

273

За это в английской литературе данных цикадок называют glassywinged sharpshooters – «стеклокрылые снайперы». – Прим. ред.

274

«Большая часть людей под словом bug подразумевает все, что маленькое и ползает, – отмечает Эд Йонг. – Энтомологи под словом bug подразумевают полужесткокрылых». На русский язык его часто переводят как «жук» или «жучок», притом что жуки – это представители отряда жесткокрылых, за которыми в английском языке закреплено слово beetle. – Прим. ред.

275

Sapp, 2002

276

Американские издатели заинтересовались книгой Бухнера благодаря Рене Дюбо, пионеру в деле создания антибиотиков, которого мы повстречали во второй главе. Исследования симбионтов насекомых и человеческих микробов здесь переплетаются – такое редко встретишь.

277

Первое исследование, посвященное Buchnera, Моран проводила с бактериологом Полом Бауманном (Baumann et al., 1995). Сейчас в честь их обоих названы симбионты. Baumannia мы можем найти у упомянутых в начале главы цикадок H. vitripennis, а Moranella – у цитрусовых червецов, о которых будет рассказано чуть позже.

278

Nováková et al., 2013.

279

Douglas et al., 2006; Feldhaar, 2011.

280

Buchnera может провести все химические реакции, необходимые для создания аминокислот изолейцина и метионина, кроме самой последней. Перетаскивать их за финишную черту приходится уже тле. Анжела Дуглас, Нэнси Моран и другие подробно описали весь процесс (Russell et al., 2013a; Wilson et al., 2010).

281

Что самое забавное, способность пить флоэмный сок развилась у разных линий полужесткокрылых независимо друг от друга. У других насекомых такой способности нет, хотя у них тоже есть симбионты, которые вполне могли бы стать пищевыми добавками. Так почему именно полужесткокрылые? Или, скорее, почему не кто-нибудь еще? Это так и остается загадкой.

282

Wernegreen, 2004.

283

Blochmannia и Buchnera – близкие родичи, и это, скорее всего, не простое совпадение. Многие муравьи-древоточцы разводят тлю, как настоящие фермеры, и защищают их от хищников. Тля взамен кормит муравьев медвяной падью – сладкой липкой жидкостью. С ней в организм муравьев и попали симбионты тли. Дженнифер Вернегрин считает, что Blochmannia – потомок симбионта, что из попки тли попал к муравью-фермеру и так там и остался (Wernegreen et al., 2009).

284

Об открытии Галапагосского рифта подробно рассказывает Национальный музей естественной истории в Вашингтоне (Smithsonian National Museum of Natural History, 2010), а также Роберт Кунциг в своей книге Mapping the Deep (Kunzig, 2000) – там он также описывает исследования Riftia, проведенные Джонсом и Кавано.

285

Кавано опубликовала свои предположения в 1981 году (Cavanaugh et al., 1981), но на то, чтобы подтвердить, что бактерии и правда действуют так, как она себе представила, потребовались годы исследований. Другие ученые также высказывали мысли о хемосинтетических микробах, однако Кавано впервые доказала, что они существуют и образуют с животными союзы. Будучи аспиранткой, она открыла совершенно новый, доселе невиданный образ жизни, причем на удивление широко распространенный. Обзор ее исследований Riftia: Stewart, Cavanaugh, 2006.

286

Dubilier et al., 2008.

287

Дюбилье открыла двух симбионтов Olavius (Dubilier et al., 2001), а потом еще трех (Blazejak et al., 2005).

288

Ley et al., 2008a.

289

Еще одним исключением стала пиренейская рысь – европейский хищник с кисточками на ушах, в чьем кишечнике работают на удивление много генов, предназначенных для переваривания растительной пищи. Не исключено, что ее микробиом приспособился не только к кроликам, на которых она охотится, но и к растительным остаткам в их кишечнике (Alcaide et al., 2012).

290

О количестве энергии, получаемой млекопитающими от микробов: Bergman, 1990; о пищеварительной системе млекопитающих: Karasov et al., 2011; Stevens, Hume, 1998.

291

Особый интерес здесь представляют киты. Они – хищники, питающиеся мелкими ракообразными, рыбой и даже другими млекопитающими. Однако от своих предков – травоядных животных, напоминающих оленей, – они унаследовали крупный многокамерный желудок, в котором теперь происходит ферментация животных тканей. Как выяснил Джон Сандерс, желудочно-кишечный микробиом у них из-за этого не похож ни на чей из обитателей суши, будь то хищное животное или травоядное (Sanders et al., 2015).

292

У гоацина – южноамериканской птицы размером с курицу, с голубой головой, красными глазами, оранжевым оперением и хохолком, похожим на ирокез у панка, – отсек для ферментации тоже расположен в верхней части пищеварительного тракта. Питается гоацин в основном листьями, переваривая их в зобу (это увеличенная часть пищевода). Мария Глория Домингес-Бейо выяснила, что бактерии в зобу гоацина больше походят на бактерий в коровьем желудке, чем на обитателей кишечника птицы (Godoy-Vitorino et al., 2012). А мы-то думали, почему это гоацины пахнут коровьими лепешками.

293

Ley et al., 2008b.

294

Трехпалый ленивец оказался исключением, подтверждающим правило. Он в основном поедает листья одного и того же дерева, так что для травоядного кишечный микробиом у него разнообразием не отличается (Dill-McFarland et al., 2015).

295

Hongoh, 2011.

296

Биологи прошлого из-за этого были введены в заблуждение. Альфред Эмерсон заметил, что у самых продвинутых термитов в организме отсутствовали протисты, которых у низших термитов было полно, и решил, что микробы-симбионты не позволялиразвиться «высшим социальным функциям». Знай он о бактериях, возможно, заговорил бы по-другому.

297

Poulsen et al., 2014.

298

Amato et al., 2015.

299

David et al., 2013.

300

Chu et al., 2013.

301

«Предположительно, когда животному дают ядовитую пищу в небольших количествах… его организм вырабатывает предпочтение к видам или штаммам бактерий, способным выживать в присутствии токсина и нейтрализовать его» (Freeland, Janzen, 1974).

302

Kohl et al., 2014.

303

Хомяки вообще, похоже, в этом преуспели. Дениз Диринг, руководитель исследования, которым занимался Коль, обнаружила похожую адаптацию у другого вида (белогорлый лесной хомяк), обитающего в другой пустыне (Сонора), специализирующегося на другом растении (кактус) и толерантного к другому токсину (оксалат). Этим он тоже обязан микробам-нейтрализаторам. Пересадив их в лабораторных крыс, в жизни не видавших кактуса, Диринг сумела превратить их в отпетых кактусоедов (Miller et al., 2014).

304

Северные олени и лишайники: Sundset et al., 2010; коалы и танины: Osawa et al., 1993; кофейный жучок и кофеин: Ceja-Navarro et al., 2015.

305

Six, 2013.

306

Adams et al., 2013; Boone et al., 2013.

307

По этой главе и не скажешь, но микробы могут и держать хозяев в узде. Симбионты насекомых переносят высокие температуры хуже, чем их хозяева, так что в жаркую погоду их численность сокращается – это еще Бухнер заметил. Из-за этого у хозяев становится меньше мест, где они могут жить и не тужить, а в эпоху глобального потепления дела у мутуалистов станут и вовсе плохи (Wernegreen, 2012). У рачков артемий, на которых обожают любоваться дети в аквариумах, в пищеварительном тракте находятся бактерии, помогающие им переваривать водоросли. А так как эти бактерии предпочитают соленую воду, артемиям приходится жить там, где посоленее, а не там, где более комфортно (Nougué et al., 2015). Иногда микробы накладывают ограничения и в диете. Представьте себе, что насекомое включает в свой рацион растение, которое производит необходимое питательное вещество в больших количествах. От симбионта насекомого больше не требуется это вещество вырабатывать, так что он вскоре утрачивает нужные для этого гены. Хозяину компенсировать утраченные гены не нужно, у него есть растение – все путем. А потом растение начинает исчезать. У насекомого остается всего два варианта – отыскать другое растение, производящее это же вещество, или принять в организм нового микроба, чтобы его вырабатывал. Если ни то ни другое не получается, насекомое влипло.

308

Wybouw et al., 2014.

309

Ochman et al., 2000.

310

Этот эксперимент, ставший классическим, в 1928 году провел британский бактериолог Фредерик Гриффит.

311

Открытие Эвери стало одним из важнейших в современной генетике – оно подразумевало, что ДНК состоит из генов, что в тот период противоречило общепринятому мнению. Тогда большинство ученых считали, что гены состоят из белков бессчетного количества форм, а ДНК всего с четырьмя структурными элементами даже изучать смысла нет. Эвери доказал, что это не так. Он заложил основу для последующих исследований, которые окончательно закрепили статус ДНК как главной молекулы жизни (Cobb, 2013).

312

За это монументальное открытие в 1958 году Ледерберг получил Нобелевскую премию – всего в 33 года.

313

Boto, 2014; Keeling, Palmer, 2008.

314

Hehemann et al., 2010. Кстати, Zobellia названа в честь специалиста по морской микробиологии Клода Зобелла.

315

Пол Портье, отстаивавший теорию симбиоза в начале XX века и натерпевшийся в свой адрес клеветы и злословия, утверждал, что свежие митохондрии и другие симбионты попадают в организм с пищей, а уже имеющиеся в теле симбионты с ними связываются и оживают. Не совсем, но ведь близко к истине!

316

Данные не опубликованы.

317

Smillie et al., 2011.

318

Я не стал включать сюда митохондрии. Они перестали быть свободными бактериями за миллиарды лет до того, как появились первые животные.

319

Статья под эгидой проекта «Геном человека»: Lander et al., 2011; опровержение под руководством Джонатана Айзена и Стивена Сальцберга: Salzberg, 2001.

320

ДНК вольбахии у дрозофил: Salzberg et al., 2005; ДНК вольбахии у других животных: Hotopp et al., 2007; полный геном вольбахии у D. ananassae: Hotopp et al., 2007.

321

Ее так и не услышали. Исследователи, секвенируя геномы животных, специально избавляются от всех бактериальных последовательностей, будучи уверенными, что они являются посторонними. В геноме гороховой тли содержатся гены Buchnera, полученные в результате горизонтального переноса, однако из той версии, что была загружена в базы данных, их убрали. У мушки D. ananassae вообще весь геном вольбахии есть, но узнать об этом, изучив доступный в базах геном, мы не сможем – эти последовательности удалены. К такому неумолимому подходу прибегают не просто так: контаминация генома при секвенировании действительно случается регулярно. Однако из-за этого продолжает процветать неверное мнение о том, что бактериальные гены – всегда посторонние и что от них нужно избавляться, чтобы не нарушить чистоту генома животного. «Возникает порочный круг: проекты по секвенированию геномов не учитывают бактериальные гены, потому что животные не получают гены от бактерий путем горизонтального переноса, а при изучении результатов на предмет ГПГ выясняется, что ГПГ от бактерий к животному не существует», писала Даннинг-Хотопп (Dunning-Hotopp, 2011).

322

Даже если кишечная бактерия умудрится внедрить свои гены в одну из клеток вашего кишечника, эти гены исчезнут, как только клетка погибнет. Такой ген может стать частью генома отдельного человека, но частью человеческого генома в целом – нет. В 2013 году Даннинг-Хотопп выяснила, что такие кратковременные союзы образуются на удивление часто (Riley et al., 2013). Она провела анализ не одной сотни геномов человека, взятых из соматических, не участвующих в размножении клеток – например, клеток почек, кожи или печени. Примерно в трети этих клеток она обнаружила ДНК бактерий. Особенно много ее нашлось в раковых клетках – интригующий результат, хотя пока неясно, что он означает. Возможно, опухоли более всего подвержены генным вторжениям, а может, это гены бактерий задействованы в преобразовании клеток из здоровых в раковые.

323

Danchin, Rosso, 2012; Danchin et al., 2010.

324

Acuna et al., 2012.

325

В исследовании также принимали участие еще несколько ученых – среди них Жан-Мишель Дрезен, Майкл Стрэнд и Гэлен Берк: Bezier et al., 2009; Herniou et al., 2013; Strand, Burke, 2012.

326

Вообще говоря, это случилось дважды. Еще одна группа наездников – ихневмониды – независимо от браконид приручили другой тип вирусов и теперь пользуются ими почти так же, как бракониды браковирусами (Strand, Burke, 2012).

327

Сет Борденстайн обнаружил, что нечто похожее на историю с геном tae (Chou et al., 2014) произошло и с другим антибиотическим геном, решившим сменить биологическое царство (Metcalf et al., 2014).

328

Существует еще один пример подобной системы: бактерия умудрилась пробраться прямо в митохондрии клещей и так там и осталась. Ей дали название Midichloria – в честь ненавистных многим симбионтов вселенной «Звездных войн», дающих хозяевам возможность использовать Силу.

329

Маккатчен объявил таких недомикробов «головоломками биологической классификации» (McCutcheon, 2013). Они, разумеется, все еще бактерии, и геномы у них свои, отдельные. Однако по отдельности они выжить не могут, а иные (например, Moranella) не могут даже определиться с собственными границами. Некоторые из них практически стали чем-то вроде митохондрий и хлоропластов – такие структуры называются органеллами. Маккатчен считает, что органелла – это последняя стадия симбиоза, кульминация долгого процесса утраты и перемещения генов, в результате которого у животного и бактерий не остается иного выбора, кроме как объединиться.

330

Husnik et al., 2013.

331

Вы, возможно, вспомните, что пептидогликан – это один из MAMP, регулирующих развитие гавайской эупримны.

332

И это еще не все! У других видов червецов на смену Moranella пришли другие симбионты (Husnik, McCutcheon, 2016). Все они, как и Moranella, являются родичами HS – бактерии, что попала в руку Томасу Фрицу и затем была идентифицирована Колином Дейлом.

333

Также они сотрудничали с Молли Хантер, экспертом по паразитоидам.

334

Hamiltonella названа в честь Билла Хэмилтона, легендарного специалиста по эволюционной биологии, у которого училась Моран.

335

Открытие Hamiltonella: Oliver et al., 2005; открытие фага в ее организме: Moran et al., 2005; неустойчивость симбиоза тли и Hamiltonella: Oliver et al., 2008.

336

Moran, Dunbar, 2006.

337

Jiggins, Hurst, 2009.

338

Исследованием японского клопа руководил гуру симбиоза Такема Фукацу (Kikuchi et al., 2012); второстепенные симбионты тлей: Russell et al., 2013b; успешное сотрудничество тлей с второстепенными симбионтами: Henry et al., 2013.

339

О роли бактерии Spiroplasma в успехе плодовых мушек: Jaenike et al., 2010; быстрое распространение симбионта: Cockburn et al., 2013.

340

Это обнаружила Молли Хантер (Himler et al., 2011).

341

Возможно, они и союзы будущего смогут предсказывать. Несколько лет назад Дженайк выяснил, что Spiroplasma защищает представителей нескольких видов мушек. У одного из этих видов бактерий-защитников нет, хотя нематоды также лишают представителей этого вида способности размножаться. Дженайк искусственно ввел им Spiroplasma – они снова начали откладывать жизнеспособные яйца (Haselkorn et al., 2013). Эти двое почему-то до сих пор не заключили союз в природных условиях, однако мушке он крайне полезен, а значит, рано или поздно договор будет подписан.

342

Обзор, посвященный филярийным инфекциям и вызывающим их нематодам – переносчикам вольбахии: Taylor et al., 2010; Slatko et al., 2010.

343

Структуры, напоминающие бактерий, в организмах филярийных нематод: Kozek, 1977; Mclaren et al., 1975; идентификация вольбахии: Taylor, Hoerauf; 1999.

344

Hoerauf et al., 2000, 2001; Taylor et al., 2005.

345

У доксициклина есть и другие преимущества. В некоторых регионах Центральной Африки онхоцеркоз лечить крайне сложно: в организме больных, как правило, обитает еще одна филярийная нематода – Loa loa, известная как глазной червь. Если убить вид, вызывающий онхоцеркоз, обычным препаратом, глазной червь тоже погибнет, вот только их личинки настолько крупные, что после гибели могут заблокировать кровеносные сосуды и привести к поражению головного мозга. Глазной червь не является переносчиком вольбахии, так что доксициклин ему не вредит. Он устраняет причину онхоцеркоза без тяжелых побочных последствий.

346

Стратегия консорциума A·WOL: Johnston et al., 2014; Taylor et al., 2014. Лабораторные опыты с миноциклином: Sharma et al., 2016; исследование в Гане: Klarmann-Schulz et al., 2017; данные из Камеруна еще не опубликованы.

347

Voronin et al., 2012.

348

Rosebury, 1962, с. 352.

349

Сокращение численности земноводных: Hof et al., 2011; исследование Bd: Kilpatrick et al., 2010; Amphibian Arc, 2012.

350

Eskew, Todd, 2013; Martel et al., 2013.

351

Harris et al., 2006.

352

Об открытии популяции лягушек в озере у горы Коннесс: Woodhams et al., 2007; J-liv защищает от Bd в лабораторных условиях: Harris et al., 2009. На момент написания книги результаты полевого исследования J-liv не были опубликованы.

353

Панамские ателопы: Becker et al., 2015; обилие разнообразных бактерий на коже амфибий: Walke et al., 2014; совместный проект на Мадагаскаре с Молли Блетц: Bletz et al., 2013; исследование влияния метаморфоза на микробиом под руководством Валери Маккензи: Kueneman et al., 2014.

354

Валери Маккензи и Роб Найт разработали метод, с помощью которого можно заранее выяснить, будет ли амфибия устойчива к Bd, изучив ее иммунную систему, слизистый слой на коже и микробиом (Woodhams et al., 2014).

355

Kendall, 1923, с. 167.

356

История изучения пробиотиков: Anukam, Reid, 2007.

357

Судьба микробов, попавших в организм с пищей: Derrien, van Hylckama Vlieg, 2015; исследование йогурта «Активиа»: McNulty et al., 2011; опыты Венди Гарретт: Ballal et al., 2015.

358

Определение термина «пробиотики»: Hill et al., 2014; обзоры исследований, посвященных пробиотикам: Slashinski et al., 2012; McFarland, 2014; кокрановские обзоры: AlFaleh, Anabrees, 2014; Allen et al., 2010; Goldenberg et al., 2013.

359

Katan, 2012; Nature, 2013; Reid, 2011.

360

Ciorba, 2012; Gareau et al., 2010; Gerritsen et al., 2011; Petschow et al., 2013; Shanahan, 2010.

361

В большинстве исследований пробиотиков основное внимание уделяется кишечнику, однако этот термин можно использовать по отношению к любому продукту, содержащему полезных микробов, будь то крем для кожи, шампунь или ополаскиватель для полости рта. Сейчас идет активная разработка таких продуктов.

362

Это, конечно, здорово, но кое-что все же портит пробиотикам репутацию. В единичных случаях полезные микробы, такие как Lactobacillus и Bifidobacterium, вызвали заражение крови. А в одном клиническом исследовании в Нидерландах, получившем дурную славу, выяснилось, что уровень смертности среди больных острым панкреатитом, принимающих настоящие пробиотики, а не плацебо, повышается (Gareau et al., 2010). Короче говоря, в целом пробиотики безопасны, однако врачам вряд ли стоит давать их больным в критическом состоянии или при иммунодефиците.

363

История Рэймонда Джонса и Synergistes: Aung, 2007; CSIROpedia; New York Times, 1985; первая пересадка рубцовых бактерий: Jones, Megarrity, 1986; Synergistes jonesiiполучает описание и название: Allison et al., 1992.

364

Ellis et al., 2015.

365

Интервью с Дениз Диринг; белогорлые лесные хомяки, с которыми она работала, для обезвреживания оксалата в кактусах также полагаются на помощь Oxalobacter.

366

Bindels et al., 2015; Delzenne et al., 2013.

367

Underwood et al., 2009.

368

Исследования Кеньи Хонды: Atarashi et al., 2013; путь к клиникам: Schmidt, 2013.

369

Обзоры, посвященные пересадке микрофлоры кишечника: Aroniadis, Brandt, 2014; Khoruts, 2013; Petrof, Khoruts, 2014; одна из самых популярных статей на эту тему: Nelson, 2014.

370

Сейчас научно-исследовательская группа под руководством Петроф использует для этого одноразовую «шляпу для кала», которая состоит из пластикового контейнера, прикрепленного к сиденью унитаза, и нескольких кофейных фильтров.

371

Koch, Schmid-Hempel, 2011.

372

Hamilton et al., 2013.

373

Zhang et al., 2012

374

Van Nood et al., 2013.

375

Пересадка микрофлоры кишечника и воспалительные заболевания: Anderson et al., 2012; пересадка стула и ожирение: Vrieze et al., 2012.

376

Вполне предсказуемый результат. Вспомните эксперимент Ванессы Ридоры и Джеффа Гордона – кишечных микробов из мышек-худышек пересадили мышкам-толстушкам, но вес они начали терять лишь тогда, когда их стали кормить здоровой пищей.

377

Petrof, Khorus, 2014.

378

Замороженные образцы кала ничуть не хуже свежих: Youngster et al., 2014; исследования OpenBiome: Eakin, 2014.

379

Первым человеком, осуществившим пересадку кала в капсулах, стал микробиолог Стэнли Фалкоу в 1957 году. В больницу, где он работал, откуда-то занесло штамм стафилококка, от которого никак не могли избавиться, так что больным перед операцией приходилось принимать антибиотики, чтобы предотвратить заражение. К сожалению, антибиотики также уничтожали бактерий в пищеварительном тракте больных, а значит, их ждали несварение желудка и диарея. Фалкоу понял, в чем дело, и стал просить пациентов приносить с собой образец кала. Этот образец он вводил в капсулу, которую больные принимали после операции. «А потом главврач узнал, чем я тут занимаюсь, – писал позже Фалкоу. – Он ко мне подошел и воскликнул: Фалкоу, ты что, серьезно пациентов какашками кормишь?! А я ответил: да, я тут решил поучаствовать в клиническом исследовании, нужно было, чтобы больные принимали свой кал в капсулах!» Его уволили, а через два дня вновь приняли на работу (Falkow, 2013).

380

Smith et al., 2014.

381

Недавно одна исследовательская группа описала случай набора веса после пересадки кала, однако так и не было выяснено, повлияла ли на это сама процедура (Alang, Kelly, 2015).

382

Сайт «Сила стула» (thepowerofpoop.com) публикует истории людей, самостоятельно проведших пересадку кала, и организует кампании, направленные на то, чтобы врачи начали принимать эту процедуру всерьез.

383

Когда я занимался этой главой, мне написала незнакомка и спросила, нужна ли ей пересадка кала из-за того, что она пила диетическую газировку. На всякий случай отвечаю: нет.

384

Среди выступающих в защиту этого есть и те, с кем мы уже знакомы: Джефф Гордон, Роб Найт и Мартин Блейзер (Hecht et al., 2014).

385

RePOOPulate: Petrof et al., 2013; другие разработки микробных смесей: Buffie et al., 2014; Lawley et al., 2012.

386

Хоруц так не считает. «Весь набор микробов, полученных от доноров, создан природой, и самому донору эти микробы не причиняли никакого вреда, – утверждает он. – Вряд ли искусственные смеси окажутся лучше, ведь лучше уж некуда». Если бы ему самому вдруг понадобилась пересадка, он предпочел бы провести ее старым, проверенным способом.

387

Haiser et al., 2013.

388

Carmody, Turnbaugh, 2014; Clayton et al., 2009; Vétizou et al., 2015.

389

Dobson et al., 2015; Smith et al., 2015.

390

Haiser, Turnbaugh, 2012; Holmes et al., 2012; Lemon et al., 2012; Sonnenburg, Fischbach, 2011.

391

Исследование ТМАО: Tang, Hazen, 2014; обнаружение вещества, из-за которого бактерии перестают вырабатывать ТМАО: Wang et al., 2015.

392

О таких пробиотиках я писал в New Scientist (Yong, 2015c).

393

Kotula et al., 2014.

394

Исследование кишечной палочки, проведенное Чаном: Saeidi et al., 2011. Джим Коллинз стал одним из основателей стартапа под названием Synlogic, нацеленного на массовое производство таких микробов. Он уверен, что первые клинические исследования начнутся уже через пару лет.

395

Rutherford, 2013.

396

Claesen, Fischbach, 2015; Sonnenburg, Fischbach, 2015.

397

Кишечник успешно заселяют дикие штаммы кишечной палочки – например, в первые часы жизни новорожденного. Однако культивируемые штаммы E. coli, хорошо адаптированные к лабораторным условиям, способность колонизировать кишечник утратили. – Прим. ред.

398

Первую статью об изменении генома B-theta написал Тимоти Лу (Mimee et al., 2015). Группа Зонненберга от него почти не отстает.

399

Olle, 2013.

400

Iturbe-Ormaetxe et al., 2011; LePage, Bordenstein, 2013.

401

Изначально его идея состояла в том, чтобы модифицировать геном вольбахии, добавив в него гены, ответственные за производство антител для вируса денге. Если бы у него получилось, бактерия, как у нее принято, вскоре распространилась бы по всей популяции вместе с антителами. Однако модифицировать вольбахию оказалось нелегко. О’Нилл решил оставить эту затею спустя шесть лет. Никому так до сих пор и не удалось это сделать.

402

Первое упоминание штамма «попкорн»: Min, Benzer, 1997; Конору Макмениману удается успешно ввести вольбахию в комариные яйца: McMeniman et al., 2009.

403

Моделирование проводил Майкл Турелли в Калифорнийском университете в Дейвисе (Bull, Turelli, 2013), а затем результаты подтвердились и во время полевых испытаний. Когда исследователи выпустили комаров с «попкорном» на небольшом вьетнамском островке, надолго там не задержались ни комары, ни их симбионты.

404

Кэрин Джонсон и Луи Тексера обнаружили, что вольбахия дает мушкам устойчивость к вирусам: Hedges et al., 2008; Teixeira et al., 2008; группой О’Нилла показано, что и к комарам это тоже относится: Moreira et al., 2009.

405

Том Уокер занимался введением wMel в яйца Aedes, а Эри Хоффманн и Скотт Ричи вместе с О’Ниллом проводили испытания в вольерах (Walker et al., 2011).

406

О’Нилл знал, что ждет ученых, решивших не принимать в расчет местных жителей. В 1969 году представители Всемирной организации здравоохранения отправились в Индию, чтобы испытать новые технологии контроля популяций комаров, в том числе генную инженерию, облучение и вольбахию (Nature, 1975). Проект решили скрывать от местных жителей, и те заподозрили неладное. Журналисты принялись обвинять ученых, некоторые из которых были американцами, в том, что Индия для них – лишь испытательный полигон для экспериментов, которые в Америке проводить побоялись, и даже в том, что они занимаются разработкой биологического оружия. Ученые отреагировали просто – они вообще никак не стали реагировать. «Получился какой-то кошмар в плане публичного освещения, – рассказывает О’Нилл. – Их выгнали из страны, а из-за возникших разногласий на двадцать лет запретили генетически модифицировать комаров». О’Нилл хотел избежать их ошибок.

407

Hoffmann et al., 2011.

408

Проекты организации «Ликвидируем денге»: www.eliminatedengue.com; о проекте в городе Таунсвилле мне рассказали О’Нилл и Кейт Ретцки, о проектах в Индонезии и Колумбии – Бекти Андари и Ана Кристина Патино Таборда.

409

Chrostek et al., 2013; McGraw, O’Neill, 2013.

410

Введение вольбахии комарам Anopheles: Bian et al., 2013; сокращение численности других насекомых-вредителей с помощью вольбахии: Doudoumis et al., 2013; некоторые бактерии в кишечном тракте комаров также умеют блокировать плазмодии, их можно давать насекомым в качестве пробиотика для борьбы с малярией: Hughes et al., 2014.

411

Микробное облако вокруг нас: Meadow et al., 2015; примерные подсчеты бактерий в этом облаке: Qian et al., 2012.

412

Lax et al., 2014.

413

Подмышечные (аксиллярные) области, если вам вдруг интересно.

414

Van Bonn et al., 2015.

415

Проект «Микробиом больницы»: Westwood et al., 2014; о микробах в больнице и вероятности заражения: Lax, Gilbert, 2015; результаты проекта: Lax et al., 2017.

416

Результаты уже есть (Lax et al., 2017). Как выяснилось, в первый день пребывания пациента в больнице микробы в основном перебираются со спинок кроватей, ручек кранов и других поверхностей на его кожу, а начиная со второго дня перемещаются в обратном направлении – то есть собственные микробы пациента обживают больничную палату. В итоге микробиом помещения начинает напоминать кожный микробиом пациента. Кроме того, исследователи узнали, что чаще медперсонал является источником бактерий для пациентов, чем наоборот, а на больничных поверхностях обитает намного больше устойчивых к антибиотикам микробов, чем на коже пациентов. – Прим. ред.

417

Gibbons et al., 2015.

418

Исследования Джессики Грин, посвященные окнам в больнице: Kembel et al., 2012; записи Флоренс Найтингейл: Nightingale, 1859.

419

Микробиом помещений: Adams et al., 2015; исследование Грин в «Лиллис-холле»: Kembel et al., 2014; выступление TED и обзор по теме биоинформированного дизайна: Green, 2011, 2014.

420

Gilbert et al., 2010; Jansson, Prosser, 2013; Svoboda, 2015.

421

Unified Microbiome Initiative: Alivisatos et al., 2015.

422

Song of the Dodo, H is for Hawk, The Forest Unseen, Being Wrong. – Прим. ред.

423

Это традиционная американская веселая игра под названием «корнхол» (corhhole) – ее суть заключается в том, чтобы попасть мешочком с сушеными зернами кукурузы в отверстие на специальной покатой доске с расстояния 10 метров. – Прим. ред.

Назад: Список литературы

На главную: Предисловие