Мы, люди, всегда были очень обеспокоены здоровьем наших тел, но мы не всегда были настолько хороши в том, чтобы понять, что важно. Возьмем, к примеру, древних египтян: они очень беспокоились о частях тела, которые, как они думали, понадобятся им в загробной жизни, но некоторые части они оставили без внимания.

Если бы в нашем теле был какой-то забытый орган, который весил бы столько же, сколько мозг

Эта часть, например. Хотя они очень тщательно сохранили желудок, легкие, печень и так далее, они просто размяли мозг, выкачали его через нос и выбросили, что на самом деле имеет смысл, потому что что вообще делает мозг для нас? Но представьте, если бы в нашем теле был какой-то забытый орган, который весил бы столько же, сколько мозг, и в некотором смысле был бы так же важен для того, кто мы есть, но о котором мы так мало знали и относились к нему с таким пренебрежением. И представьте, если бы благодаря новым научным достижениям мы только начинали понимать его важность для того, как мы думаем о себе. Разве вы не хотели бы узнать об этом больше?

Что ж, оказывается, у нас действительно есть нечто подобное: наш кишечник, вернее, его микробы. Но важны не только микробы в нашем кишечнике. Микробы по всему нашему телу оказываются действительно важными для целого ряда различий, которые делают разных людей такими, какие мы есть. Так, например, вы когда-нибудь замечали, что некоторых людей комары кусают гораздо чаще, чем других?

Оказывается, что анекдотический опыт каждого человека в походе на самом деле правдив. Например, меня редко кусают комары, но моя партнерша Аманда привлекает их толпами, и причина этого в том, что у нас на коже разные микробы, которые вырабатывают разные химические вещества, которые обнаруживают комары.

Теперь микробы также действительно важны в области медицины. Так, например, то, какие микробы у вас есть в кишечнике, определяет, являются ли конкретные обезболивающие токсичными для вашей печени. Они также определяют, будут ли другие лекарства работать при вашем заболевании сердца. И, если вы плодовая мушка, по крайней мере, ваши микробы определяют, с кем вы хотите заняться сексом. Мы еще не продемонстрировали это на людях, но, возможно, это всего лишь вопрос времени, когда мы узнаем.

Таким образом, микробы выполняют огромный спектр функций.

Они помогают нам переваривать пищу. Они помогают воспитывать нашу иммунную систему. Они помогают нам противостоять болезням и, возможно, даже влияют на наше поведение. Итак, как бы выглядела карта всех этих микробных сообществ? Ну, это выглядело бы не совсем так, но это полезное руководство для понимания биоразнообразия. В разных частях света существуют разные ландшафты организмов, которые непосредственно характерны для того или иного места или другого. С микробиологией примерно то же самое, хотя я должен быть честен с вами: все микробы, по сути, выглядят одинаково под микроскопом. Поэтому вместо того, чтобы пытаться идентифицировать их визуально, мы смотрим на последовательности их ДНК, и в рамках проекта под названием Human Microbiome Project NIH профинансировал этот проект стоимостью 173 миллиона долларов, в котором сотни исследователей собрались вместе, чтобы составить карту всех A, T, G и C, и все эти микробы в организме человека. Поэтому, когда мы берем их вместе, они выглядят вот так. Теперь немного сложнее сказать, кто где живет, не так ли?

Чем занимается моя лаборатория,

так это разработкой вычислительных методов, которые позволяют нам взять все эти терабайты данных о последовательностях и превратить их во что-то более полезное в качестве карты, и поэтому, когда мы делаем это с данными о микробиоме человека от 250 здоровых добровольцев, это выглядит так. Каждая точка здесь представляет все сложные микробы во всем микробном сообществе. Видишь, я же говорил тебе, что в основном все они выглядят одинаково. Итак, на что мы смотрим, так это на то, что каждая точка представляет одно микробное сообщество из одного участка тела одного здорового добровольца. И поэтому вы можете видеть, что разные части карты окрашены в разные цвета, почти как отдельные континенты. И оказывается, что в них, как и в разных частях тела, содержатся очень разные микробы. Итак, что у нас есть, так это то, что у нас есть устное сообщество там, в грине. На другой стороне у нас есть сообщество кожи в синем цвете, сообщество влагалища в фиолетовом, а затем прямо внизу у нас есть сообщество фекалий в коричневом цвете.

И только за последние несколько лет мы обнаружили, что микробы в разных частях тела удивительно отличаются друг от друга. Итак, если я посмотрю на микробы только одного человека во рту и в кишечнике, окажется, что разница между этими двумя микробными сообществами огромна. Это больше, чем разница между микробами в этом рифе и микробами в этой прерии.

Так что это невероятно, когда вы думаете об этом. Это означает, что разница в несколько футов в человеческом теле имеет большее значение для вашей микробной экологии, чем сотни миль на Земле.

И это также не означает, что два человека выглядят в основном одинаково в одной и той же среде обитания. Итак, вы, наверное, слышали, что мы в значительной степени все одинаковы с точки зрения нашей человеческой ДНК. Вы на 99,99 процентов идентичны с точки зрения вашей человеческой ДНК человеку, сидящему рядом с вами. Но это не относится к вашим кишечным микробам: вы можете иметь только 10-процентное сходство с человеком, сидящим рядом с вами, с точки зрения ваших кишечных микробов. Так что это так же отличается, как бактерии в этой прерии от бактерий в этом лесу.
Итак, у этих разных микробов есть все эти разные виды функций, о которых я вам рассказывал, начиная от переваривания пищи и заканчивая вовлечением в различные виды заболеваний, метаболизмом лекарств и так далее. Так как же они все это делают? Ну, отчасти это потому, что, хотя в нашем кишечнике всего три фунта этих микробов, их действительно больше, чем нас. И насколько же они превосходят нас численностью? Ну, это зависит от того, что вы считаете нашими телами. Это наши клетки? Что ж, каждый из нас состоит примерно из 10 триллионов человеческих клеток, но в нас содержится до 100 триллионов микробных клеток. Так что они превосходят нас численностью в 10 раз. Теперь вы можете подумать, что мы люди из-за нашей ДНК, но оказывается, что у каждого из нас есть около 20 000 человеческих генов, в зависимости от того, что вы считаете точно, но от двух миллионов до 20 миллионов микробных генов. Так что, как бы мы на это ни смотрели, наши микробные симбионты значительно превосходят нас численностью. И оказывается, что в дополнение к следам нашей человеческой ДНК мы также оставляем следы нашей микробной ДНК на всем, к чему прикасаемся. В исследовании, проведенном несколько лет назад, мы показали, что вы действительно можете сопоставить чью-то ладонь с компьютерной мышью, которой они обычно пользуются, с точностью до 95 процентов. Итак, это было опубликовано в научном журнале несколько лет назад, но, что более важно, это было показано в "CSI: Miami", так что вы действительно знаете, что это правда. (Смех)
Так откуда же в первую очередь берутся наши микробы? Что ж, если, как и у меня, у вас есть собаки или дети, у вас, вероятно, есть какие-то темные подозрения на этот счет, и, кстати, все они верны. Таким образом, точно так же, как мы можем сопоставить вас с вашим компьютерным оборудованием по микробам, которыми вы делитесь, мы также можем сопоставить вас с вашей собакой. Но оказывается, что у взрослых микробные сообщества относительно стабильны, поэтому, даже если вы живете вместе с кем-то, вы будете сохранять свою отдельную микробную идентичность в течение недель, месяцев и даже лет.

Важно как мы родились.

Оказывается, наши первые микробные сообщества во многом зависят от того, как мы родились. Таким образом, у детей, которые выходят обычным путем, все их микробы в основном похожи на вагинальное сообщество, в то время как у детей, которые родились с помощью кесарева сечения, все их микробы вместо этого выглядят как кожа. И это может быть связано с некоторыми различиями в состоянии здоровья, связанными с кесаревым сечением, такими как усиление астмы, аллергии, даже ожирение, и все это теперь связано с микробами, и если подумать, до недавнего времени каждое выжившее млекопитающее было доставлено через родовые пути, и поэтому отсутствие тех защитных микробов, с которыми мы совместно эволюционировали, может быть действительно важным для многих из этих различных состояний, которые, как мы теперь знаем, связаны с микробиомом.

Когда моя собственная дочь родилась пару лет назад в результате экстренного кесарева сечения, мы взяли дело в свои руки и убедились, что она была покрыта теми вагинальными микробами, которые она получила бы естественным путем. Теперь действительно трудно сказать, повлияло ли это конкретно на ее здоровье, верно? С размером выборки всего в одного ребенка, независимо от того, как сильно мы ее любим, у вас на самом деле недостаточно размера выборки, чтобы выяснить, что происходит в среднем, но в два года у нее еще не было ушной инфекции, так что мы держим пальцы скрещенными на этом. И более того, мы начинаем проводить клинические испытания с большим количеством детей, чтобы выяснить, оказывает ли это защитное действие в целом.
Итак, то, как мы рождаемся, оказывает огромное влияние на то, какие микробы у нас есть изначально, но куда мы идем после этого? То, что я снова показываю вам здесь, - это карта данных проекта "Микробиом человека", поэтому каждая точка представляет собой образец из одного участка тела одного из 250 здоровых взрослых людей. И вы видели, как дети развиваются физически. Вы видели, как они развиваются умственно. Теперь, впервые, вы увидите, как один из детей моего коллеги развивается микробиологически. Итак, на что мы собираемся обратить внимание, так это на стул этого ребенка, фекальное сообщество, которое представляет кишечник, отбираемое каждую неделю в течение почти двух с половиной лет. И вот мы начинаем первый день. Что произойдет, так это то, что младенец начнет как эта желтая точка, и вы можете видеть, что он начинает в основном в вагинальном сообществе, как мы и ожидали бы от его способа доставки. И что произойдет за эти два с половиной года, так это то, что он проделает весь путь вниз, чтобы походить на взрослое фекальное сообщество из здоровых добровольцев внизу. Так что я просто собираюсь начать это делать, и мы посмотрим, как это произойдет.