How we study the microbes living in your gut | Dan Knights

Переводчик: Sunhee Yang Редактор: Yulia Kallistratova

If I asked you to name a microbe that's living in your gut,

Попроси я вас назвать какого-нибудь микроба, живущего у вас в кишках,

many of you would probably say E. coli.

вы наверняка назвали бы E. coli.

A lot of people say this. It's the best-known of the gut microbes.

Так сделали бы многие, ведь E. coli — самый известный кишечный микроб.

But it turns out that E. coli is outnumbered in your gut

Но оказывается, что у вас в кишках есть масса других микробов,

по количеству в тысячу раз превышающих E. coli,

about a thousand to one

by other species, many of which you probably haven't heard of.

о которых вы, вероятнее всего, никогда не слышали.

These are Bacteroides; Prevotella is another example.

Это, например, бактероиды или превотелла.

Those are the two that dominate the modern human gut.

Они доминируют в кишечнике современного человека.

There are about a hundred trillion microbes living inside you.

Внутри вас обитает около сотни триллионов микробов.

We call this your microbiome,

Мы называем это вашим микробиомом,

so it's like a little world living inside you --

маленьким миром внутри вас...

actually more like a universe.

хотя он скорее напоминает вселенную.

A hundred trillion means if you took a blade of grass

Сто триллионов означает, что если бы вы посадили

and planted it for every microbe living in your gut,

по одной травинке на каждого микроба, живущего в вашем кишечнике,

that could fill a million football fields.

вы бы заполнили миллион футбольных полей.

So it's incredibly complex.

Так что это невероятно сложный мир.

But interestingly,

Но, что интересно,

as our bodies have been adapting to life in modern society,

поскольку наши тела адаптировались к жизни в современном обществе,

we're losing some of our normal microbes,

мы теряем некоторых привычных микробов,

and at the same time,

и в то же время

существует немало заболеваний, связанных с кишечником,

there are quite a few diseases related to the gut

that are skyrocketing in developed nations all around the world.

которые стремительно распространяются в развитых странах по всему миру.

And many of you probably know someone who suffers from obesity,

Многие из вас наверняка знают кого-то, кто страдает ожирением,

diabetes, Crohn's disease or ulcerative colitis,

диабетом, болезнью Крона или язвенным колитом,

allergies and asthma.

аллергией и астмой.

Every one of these diseases

Каждая из этих болезней

and many others related to metabolism and autoimmunity

и многие другие, связанные с метаболизмом и аутоиммунностью,

are linked to a loss of healthy diversity in the gut.

связаны с потерей здорового разнообразия в кишечнике.

В нашей лаборатории мы столкнулись с этим впервые,

My lab got our first indication of this

when actually we were studying non-human primates.

когда изучали нечеловекообразных приматов.

We wanted to find out what happens to a monkey's microbiome

Мы хотели узнать, что происходит с микробиомом обезьян,

when they move from the jungle to a zoo.

когда их перемещают из джунглей в зоопарк.

Изменяется ли их микробиом? Приобретают ли они новых микробов?

Does their microbiome change? Do they pick up new bugs?

Do they lose some? Does it get better or worse?

Теряют ли каких-то из своих? Им становится лучше или хуже?

We tracked two different species in the jungle,

Мы проследили за двумя разными видами из джунглей:

one in Vietnam, one in Costa Rica,

один из Вьетнама, другой в Коста-Рике,

and then we sequenced the DNA from their stool.

а затем секвенировали ДНК их фекалий.

This is how we study the microbiome in my research lab.

Так мы изучаем микробиомы в моей исследовательской лаборатории.

And what we found in the DNA is that in the wild,

И в их ДНК мы обнаружили, что в дикой природе

these two species had totally different sets of microbes.

эти два вида имели совершенно разные наборы микробов,

It was like a fingerprint for the species.

вроде отпечатков пальцев, только для вида.

But in the zoo, they had lost most of that diversity

Но в зоопарке они потеряли бо́льшую часть этого разнообразия

and had acquired some other set of microbes.

и приобрели ряд других микробов.

So this was very curious.

Так что было очень любопытно.

We've got these two different microbiomes.

У нас два разных микробиома.

In the wild, picture a lush tropical rainforest

В джунглях — представьте себе пышный тропический лес,

living the guts of these monkeys.

обитающий в кишках этих обезьян.

That's the kind of diversity that we're talking about.

Вот о каком разнообразии мы говорим.

Then in the zoo, they've lost diversity.

А в зоопарке они это многообразие потеряли.

Picture a rainforest that's been burned to the ground

Теперь представьте тропический лес, который был сожжён до тла

and taken over by a few invasive species.

и захвачен несколькими инвазивными видами.

That's more like the microbiome in a captive primate.

Это больше похоже на микробиом примата в неволе.

Now, in the meantime,

В то же время

many of the animals in the zoo are not doing so well.

многие животные в зоопарке не совсем здоровы.

They have issues with obesity,

У них есть проблемы с ожирением,

wasting,

истощением,

gastroenteritis, diarrhea, bloating,

гастроэнтеритом, диареей, вздутием живота,

and some of them were barely holding onto their lives.

и в некоторых из них едва теплится жизнь.

Now, of course, we were very interested to find out

Конечно, нам было очень интересно узнать,

what are these so-called invasive species that are taking over in the zoo.

кто эти так называемые инвазивные виды, которые захватывают зоопарк.

So we went back to the DNA, and what the DNA told us

Итак, мы вернулись к ДНК, и ДНК нам поведала,

is that every monkey in the zoo

что у каждой обезьяны в зоопарке

had become dominated by Bacteroides and Prevotella,

доминировали бактероиды и превотелла —

the same microbes that we all have in our guts as modern humans.

те же самые микробы, которые все мы, современные люди, имеем в кишечниках.

We wanted to find a way to visualize this,

Мы искали способ это проиллюстрировать

and we used some tools from multivariate ecology

и использовали некоторые инструменты из многомерной экологии,

to put all of the microbiomes we were studying onto an axis.

чтобы поместить все микробиомы, которые мы изучали, на ось.

And what you're seeing here is a distance plot

И то, что вы здесь видите, — диаграмма рассеяния,

where every point is a different animal's microbiome.

где каждая точка — микробиом от разного животного.

So every point represents a whole zoo of microbes.

Так что каждая точка представляет собой целый зоопарк микробов.

And the microbiomes that have a lot of microbes in common

И микробиомы, в которых много схожих микробов,

are close to each other.

близки друг к другу.

The ones that are very different are farther apart.

Очень разные микробиомы находятся дальше друг от друга.

So this is showing you

Итак, здесь вы видите,

that the two groups of wild monkeys are over on the left.

что две группы диких обезьян располагаются слева.

The top left are these highly endangered monkeys

Обезьяны в левом верхнем углу находятся под угрозой исчезновения,

called the red-shanked douc in Vietnam.

их называют немейскими тонкотелями во Вьетнаме.

And at the bottom left are monkeys from Costa Rica.

А внизу слева — обезьяны из Коста-Рики.

So you can see that they have totally different microbiomes in the wild.

Вы видете, что в дикой природе у них совершенно разные микробиомы.

And then the same two species of monkey in the zoo are converging,

И те же самые два вида обезьян в зоопарке сходятся,

so their microbiomes change

то есть их микробиомы меняются,

and they become much more similar to each other,

и они становятся намного более похожими друг на друга,

even though these are zoos on different continents,

хотя это зоопарки на разных континентах,

different geographical regions, and they're eating different diets.

в разных географических регионах, и у них разные диеты.

Now, we did study some other species of primate.

Мы изучили и некоторые другие виды приматов.

What species of primate do you think is even more divergent

Какие виды приматов, по вашему,

ещё более расходятся с дикими приматами, чем приматы в неволе?

from the wild primates than the captive primates?

Modern humans.

Современные люди.

These are humans living in developing nations.

Люди, живущие в развивающихся странах.

So they were more different from the wild primates

Мы видим, что они больше отличались от диких приматов,

than those in the zoo.

чем от тех, что в зоопарке.

And the final group that we studied, all the way on the right,

И последняя изученная нами группа совсем справа —

is people living in the USA.

это люди, живущие в США.

And when I saw this figure,

И когда я увидел эту картинку,

the hairs raised up on the back of my neck,

волосы поднялись на затылке,

because one way to think about it is, "Oh, that's interesting,

потому что можно подумать: «Так, интересно,

captive monkeys are sort of on their way to becoming like Americans."

обезьяны в неволе становятся похожими на американцев».

(Laughter)

(Смех)

But the other way to think about it

Но можно подумать и так,

is that Americans are like super-captive monkeys.

что американцы недалеко ушли от обезьян в зоопарке.

And I was actually looking at this figure on my computer screen

И я как раз смотрел на эту картинку на экране своего компьютера,

when I got the news that four of the red-shanked doucs

когда узнал, что четыре из немейских тонкотелей

had died in the zoo of gut-related issues.

погибли в зоопарке из-за кишечных проблем.

So for some of these animals,

Поэтому для некоторых из этих животных

having the right microbes living inside them

присутствие в них правильных микробов

may be a matter of survival.

может стать вопросом выживания.

Now this brings us to the human part of the story.

Это подводит нас к человеческой части истории.

Obviously, the microbiomes in the USA

Очевидно, что микробиомы в США

aren't causing premature death as frequently as in the zoo,

не вызывают преждевременной смерти так часто, как в зоопарке,

but we have major risk of obesity, diabetes,

но у нас есть большой риск ожирения, диабета,

a number of these other diseases.

ряда других заболеваний.

And this applies not just to people who have been living in the USA

И это касается не только людей, которые проживали в США

for many generations,

на протяжении многих поколений,

but also to immigrants and refugees,

но и иммигрантов и беженцев,

who, for most immigrant and refugee groups,

которые в большинстве групп иммигрантов и беженцев

arrive in the USA metabolically healthy,

прибывают в США метаболически здоровые

and then within a few years,

и в течение нескольких лет

they become just as high-risk for obesity and diabetes

попадают в ту же группу высокого риска ожирения и диабета,

as other Americans.

что и другие американцы.

And we discussed this issue with two groups

И мы обсудили этот вопрос с двумя группами,

that have been coming to the USA from Southeast Asia:

которые перебрались в США из Юго-Восточной Азии:

the Hmong, who started coming in the mid-1970s

прибывшие в середине 1970-х годов хмонгские беженцы

as refugees from the Vietnam War and the US secret war in Laos;

от войны во Вьетнаме и секретной войны США в Лаосе,

and the Karen, who have been coming more recently as refugees from Myanmar.

и карены, бежавшие более недавно из Мьянмы.

So we've been working for a few years

И так мы работаем уже несколько лет

with these local communities and clinicians

с этими местными сообществами и медперсоналом,

to study what happens to the Hmong and Karen microbiomes

чтобы узнать, что происходит с микробиомами хмонгов и каренов,

when people move from refugee camps and villages in Thailand to the USA.

когда люди переезжают в США из лагерей беженцев и деревень в Таиланде.

And what we found

И мы обнаружили,

is that when people come to the USA from these groups,

что, когда люди из этих групп прибывают в США,

they lose a large fraction of their microbiome,

они теряют большу́ю часть своего микробиома,

somewhere around 20 percent,

где-то около 20 процентов,

and those who come to the USA and become obese

а те, кто приезжает в США и заболевают ожирением,

lose about a third of their microbes.

теряют около трети своих микробов.

So we know that moving to the USA

Поэтому мы знаем, что переезда в США

is sufficient to cause a dramatic change in your microbiome,

достаточно, чтобы вызвать резкое изменение в вашем микробиоме,

probably not for the better.

возможно, не к лучшему.

Are these microbes actually causing the obesity,

Действительно ли эти микробы вызывают ожирение

or is the obesity causing a change in the microbes?

или ожирение вызывает изменение микробов?

This is something that we're following up on,

Это то, что мы отслеживаем,

and the evidence we have now in my lab

и доказательства, которые мы имеем сейчас в моей лаборатории

combined with evidence from a number of labs around the world

в сочетании с доказательствами из ряда лабораторий по всему миру,

tells us that certain changes in the microbiome

говорят нам о том, что определённые изменения в микробиоме

do lead to obesity,

действительно приводят к ожирению,

and a number of other modern, kind of Westernized diseases.

а также ряду других подобных современных западных заболеваний.

The good news is that your microbiome can actually change.

Хорошая новость в том, что ваш микробиом может измениться.

Unlike your own genome,

В отличие от вашего генома,

it's a living, breathing thing,

всё в микробиоме живое и дышащее,

and there's a broad front of research happening right now

и сейчас проводится широкий спектр исследований,

to better understand how we can restore our microbiomes

чтобы лучше понять, как мы можем восстановить наши микробиомы,

when something goes wrong,

когда что-то идёт не так,

using diet,

используя диету,

using live microbes.

используя живые микробы.

And in fact, one of the next steps for us

И на самом деле один из следующих шагов для нас —

is collecting and preserving microbes from healthy people around the world

сбор и хранение микробов здоровых людей во всём мире,

so that they can be kept as cultural assets for those groups

чтобы их можно было сохранить в качестве культурного наследия

to potentially protect them as they adapt to modern society,

и потенциально защитить эти группы по мере их адаптации в современном обществе

and to protect future generations

и защитить будущие поколения,

who are currently growing up to have increased risk of these diseases

которые в настоящее время растут вместе с увеличением риска этих заболеваний

with every generation.

с каждым поколением.

I'm looking forward to a future

Я с нетерпением жду будущего, в котором появятся инструменты,

where we have the tools that we need to restore and replenish our microbiomes,

необходимые для восстановления и пополнения наших микробиомов,

and in that world, the monkeys will live happier and healthier lives,

и где обезьяны заживут счастливее и здоровее,

and so will we.

и заодно с ними и мы.

(Applause)

(Аплодисменты)