Задача: завоевать мир

Богема, рок во всех его проявлениях и Rolling Stones – все это вряд ли первые ассоциации, которые вызывает у человека словосочетание фундаментальная наука, однако профессор Хельсинкского университета Ханну Коркеала – ветеринар, санитарный врач и микробиолог – в этом смысле исключение. Мои научные дискуссии с Ханну и его коллегами обычно происходят в пивном кабачке O’Gelis Bar, расположенном на неприметной улочке хельсинкского предместья Оулункюля, куда ходят только местные. В углу бара стоит стол, за которым мы обычно дискутируем, обсуждаем содержание очередной научной публикации или рисуем на подставках для пива очертания следующих работ. Коркеала хорошо знают завсегдатаи, любители караоке и персонал. Финнам нравятся сильные личности, а Коркеала именно такой – профессор, который в 65 лет радостно оттягивается под композиции Rolling Stones «Satisfaction» или «Get Off of My Cloud», но готов в любой момент вернуться к науке, в которой уже достиг немало.

Ханну Коркеала – один из самых известных ученых в своей области. Международное признание он получил в 80-е годы, когда работал ведущим исследователем кафедры гигиены продуктов и среды обитания на факультете ветеринарной медицины Хельсинкского университета (тогда он назывался Финской высшей школой ветеринарной медицины). В настоящее время Коркеала является членом академий наук многих европейских стран и ведущим специалистом в своей сфере, а также редактором нескольких научных журналов. У него защитили диссертации 38 докторантов, продолжающих развивать идеи Ханну в разных странах Европы, в США и Китае. Коркеала – человек увлекающийся, работать с ним – особое удовольствие. Не было года, который он не начал бы с представления новой идеи для исследований.

Айвар Берзиньш

Есть люди, которые моют руки перед едой.

Да.

По-вашему, они правильно поступают?

Да, если они не хотят заболеть гриппом, потому что очень часто заражение происходит, когда пожимаешь руку больному, а потом идешь готовить или касаешься рукой рта или носа. Если хочешь уберечься от гриппа, важно мыть руки, когда приходишь домой, потому что после поездки в транспорте или рукопожатий они обязательно будут заражены.

То есть у вас сейчас грязные руки и на них полно вирусов?

Да.

Не могли бы вы описать, кто живет у вас на руках?

По большей части бактерии, но есть и вирусы – правда, они не размножаются на руках, просто сидят там, а потом идут дальше.

Что такое вирус?

Вирус – это очень маленький живой микроорганизм, которому для размножения нужен живой эукариот или другие клетки. Без других бактерий или животных они размножаться не могут. У бактерий тоже есть вирусы, они называются «бактериофаги».

Насколько я помню из латыни, virus значит «яд».

Понятия не имею, что значит virus, извините.

В одной из наших предыдущих бесед вы упомянули, что многие живущие в нашем теле бактерии нам необходимы. А сколько видов бактерий в нас живет?

Не знаю, это огромное число. Несколько тысяч видов бактерий. В каждом из нас – килограмма по два.

И какая нам от них польза?

Они помогают переваривать пищу. Но они живут не только в кишечнике, но и на коже, голове, в носу, во рту – везде. Невозможно найти места, где бы их не было.

Как они помогают нам переваривать пищу?

Они участвуют в процессе обмена веществ, а также защищают от болезнетворных бактерий. Между разными видами бактерий все время идет конкуренция. Хорошие убивают плохих и занимают их место.

Умеют ли микробиологи отличать полезные бактерии от патогенных?

Да. Существует множество так называемых вирулентных генов, и мы можем определить вирулентные факторы у бактерий. Для этого есть разные техники. У живущих в нас хороших бактерий нет вирулентных факторов или генов, а у плохих есть.

По какому главному критерию хорошие гены отличаются от плохих?

У болезнетворных или патогенных бактерий есть два базовых механизма: они или производят токсины, или заражают человека, проникая в клетки, кровь, органы. Если у них это получается, им требуются сотни различных генов. Часто эти гены находятся в так называемых вирулентных островах – там скапливается множество разных вирулентных генов. Очень интересно, что эти острова могут передаваться от бактерии к бактерии. Кишечник – это стимулирующая среда для бактерий, они там обмениваются генами. И при этом постоянно размножаются и через какое-то время, иногда довольно продолжительное, производят новый вид бактерий.

То есть в кишечнике идет довольно бурная жизнь.

Да, причем мы знаем только один-два процента бактерий, живущих в кишечнике. А все остальные там неизвестно кто.

Почему их так трудно найти и описать?

Это огромная работа. Сегодня у нас есть высокопроизводительные системы секвенирования нового поколения, и мы можем секвенировать внутренние бактерии, чтобы их определить. Но мы до сих пор многого не знаем о внутренних бактериях.

Но почему? Бери микроскоп да изучай!

Да, но их невозможно культивировать. Например, helicobacter pylori. Эта бактерия живет у вас в животе, в кислотной среде с pH в районе 1–2. Знаете, бывает, что у вас жжет в животе? Долгое время никто не знал, что причина – в бактерии. Ее открыли только двадцать лет назад. Эту helicobacter не удавалось культивировать, потому что ей нужна специальная среда, а значит, ее нельзя было изолировать.

Но можно же залезть внутрь какими-нибудь инструментами.

Достать их изнутри можно, но они погибнут в процессе.

Медицина как-то умудряется лечить внутренние болезни. На чем же она основывается, если мы знаем лишь 2% флоры кишечника?

Лечение определяется симптомами. Например, если у вас диарея, вам нужно больше пить.

Но диарея же – это не одна болезнь, а целое семейство болезней.

Да, но мы можем лечить, не зная ее причин. При диарее дают какие-нибудь антибиотики; если они не помогают, дают другие и так далее.

Что нужно, чтобы открыть причину?

Больше диагностики. Медики пытаются улучшать ее качество, но это не всегда возможно. Мне кажется, что как минимум в 75% случаев врачи не знают причин диареи.

В 75 процентах? Получается, этиология заболеваний находится в зародышевой стадии?

Ну… (Смеется.) Может, и так, но лечение есть и дает отличные результаты.

Давайте вернемся к бактериям, которые попадают в организм, когда мы что-то принимаем вовнутрь. Но прежде чем мы перейдем к еде, не могли бы вы описать с микробиологической точки зрения, что происходит во время поцелуя – глубокого, французского? Какова его микробиологическая картина?

Происходит обмен слюной, бактериями, микробами.

Поцелуй – это обмен микробами?

Да, но, вероятно…

Помните, Зигмунд Фрейд говорил, что рот – самое грязное место на теле человека? И когда два человека касаются друг друга своими самыми грязными местами, это отвратительно.

Ну у нас, у людей, у животных, есть множество барьеров. Когда во рту появляется новая бактерия, она не проходит дальше в организм. Есть клетки эпителия, они очень резистентные. Есть масса других иммунных механизмов. Когда мы едим, бактерии попадают в организм. Лишь малая их часть болезнетворные, но и они не всегда приводят к болезням. Порой наших барьеров оказывается недостаточно – тогда мы заболеваем. Но это случается крайне редко.

Я полагаю, вам приходилось целоваться?

Да, конечно.

Когда вы целуетесь, вы думаете о том, что это обмен микробами?

Нет. И когда ем, не думаю, что ем микробы.

Но ведь это правда!

Да, но во время еды я об этом не думаю, а наслаждаюсь вкусом!

(Смеются.)

Значит, вы не отдаете себе отчета в том, что вы делаете.

Да, это так.

И когда вы целуетесь, вы не отдаете себе отчета в том, что делаете, потому что не знаете, какие микробы живут во рту…

Но, конечно же, не стоит целоваться с человеком, который болен гриппом. (Смеется.)

Это я понимаю. Но я хочу подчеркнуть, что когда вы едите, не осознавая, что потребляете микробы и бактерии, вы не знаете, что делаете.

Да, это правда. Но вы, например, едите йогурты, потому что они считаются здоровой пищей, в которой много лактобактерий. Многие только из-за этого йогурты и едят.

Не могли бы вы дать определение бактерии?

Это клетка, и она способна размножаться. В хороших условиях клетка делится за 10–20 минут, но некоторые бактерии могут и за семь минут. Зная, что бактерия делится на две части каждые 10 минут, можно представить, что за пару часов они размножатся до невероятного количества.

Даже представить невозможно. А бактерии живые?

Да.

На каком основании вы это утверждаете?

Мы можем их культивировать на агаровых пластинках. Когда культивируешь их, сначала ничего не видно, но через пару часов или через день можно увидеть колонии – бактерии видны невооруженному глазу.

То есть они как растения?

Нет-нет, они гораздо проще растений. Это очень древняя форма жизни.

Вы, наверное, открыли уже какие-нибудь неизвестные до того бактерии?

Да.

И что это за бактерии?

Например, мы описали пару видов бактерий Yersinia и назвали их в честь наших бывших начальников. Мой профессор и научный руководитель стал Yersinia pekkanenii.

И что делают бактерии Yersinia?

Что делают, не знаю, но раньше никто их не описывал.

Но в чем ценность вашего открытия, если вы не знаете, что они делают?

Когда пытаешься описать, например, микрофлору кишечника…

Даже пытаться нельзя, если известно всего 2%!

Да, потому-то и надо описать все виды, и когда мы будем их знать, мы сможем попытаться определить их свойства и значение.

Как выглядит Yersinia?

Как палочка. Они бывают и круглые, и палочки, но именно эта – палочка.

А в чем важность этого открытия?

В чем важность, не знаю, но было увлекательно.

Кроме этих замечательных палочек, вы открыли еще какие-нибудь бактерии?

Мы нашли два вида Yersinia. Второй назван в честь предыдущего профессора.

(Смеются.)

Вы говорили, что есть вид бактерий, которые живут в холодильнике.

Да.

Принято считать, что еду кладут в холодильник, чтобы она не испортилась, и ее можно держать там довольно долго.

Да, но не бесконечно долго.

Это вы открыли, что бактерии живут в холодильнике, или это было известно и раньше?

Это знали и раньше – как и то, что нет мест, где бы не было бактерий, разве что в стерилизованных банках. Бактерии есть везде, и они активно конкурируют друг с другом. Когда люди создают новую среду – например, холодильник, – в этих условиях некоторые бактерии развиваются лучше, чем другие. Есть патогенные бактерии, которые размножаются при низкой температуре, они вредные.

Как вы поняли, что они вредные?

Они вызывают болезни.

Какие болезни бывают от бактерий, живущих в холодильнике?

Приведу пару примеров: вид listeria monocytogenes вызывает листериоз. В мире все больше людей с ослабленным иммунитетом – у кого-то из-за рака, у кого-то хронические заболевания, – и они чувствительны к этой бактерии. Вот вы молодой и здоровый, вы к этой бактерии не чувствительны, а ваши родители, скорее всего, да. Кроме того, мы создаем новые технологии хранения еды, например, технологию вакуумной упаковки, а в этих условиях listeria monocytogenes отлично размножаются.

В вакууме?

Да, в еде, которая упакована вакуумным способом. Эта технология позволила листерии расти на разной пище, именно поэтому эта бактерия сейчас получила такое большое значение.

Правильно ли я понимаю, что людям в возрасте лучше воздержаться от еды из холодильника?

Нет. Еду из холодильника есть можно, но холодильник – это не решение всех проблем. Еда в нем сохраняется дольше, но надо понимать, с какими рисками это связано. Вакуумная упаковка – это не стерилизация, внутри бактерии не уничтожаются, и такую еду нельзя хранить в холодильнике вечно. К тому же некоторые виды еды опаснее других. Скажем, рыбные продукты имеют высокий риск заражения листериозом – по крайней мере, в Финляндии, но, вероятно, и в Латвии тоже. Если у вас беременная жена, не давайте ей такую еду.

Скажите, в чем состоит ваш вклад в открытие и описание этих болезнетворных бактерий?

Я изучаю различные психротрофные бактерии, то есть бактерии, которые могут размножаться при низких температурах: пытаюсь определить среду их размножения, чтобы лучше понять, как они попадают в еду и заражают человека. Я проводил много исследований для пищевой промышленности, пытаясь выяснить, как сделать так, чтобы listeria monocytogenes не попадала в пищу. Мы помогаем фабрикам, у которых были проблемы с появлением listeria monocytogenes в производственном процессе. Они не могут найти источник заражения, и мы им помогаем. Была смешная история: на одной фабрике возникла проблема с listeria, и мы изучили весь производственный цикл, чтобы понять, на какой стадии происходит заражение. Оказалось, что оно происходит в машине для резки овощей. До попадания туда продукция была чистой, а после – зараженной listeria. Мы выяснили, у каких компаний закуплены эти машины, и тоже нашли там listeria. То есть они купили машину с listeria. И знаете, как они решили проблему? Перепродали ее третьей компании, у которой тоже начались проблемы с listeria.

Разве нельзя их дезинфицировать?

Можно, но этим надо заниматься. Когда они все выяснили, они почистили машину, и все стало в порядке.

Меня иногда удивляет состав еды, написанный на упаковке. Вы считаете правильным, что химический состав указан на…

Это полезная информация для потребителя.

А вы верите этим описаниям?

Если там указаны жиры, углеводы и так далее, то верю.

А когда там написано Е747 и Е432? Для меня это вообще ничего не значит. А для вас?

Можно пойти в интернет и посмотреть. Это же международные коды. Если вы приедете в Финляндию, то, даже не зная финского, поймете, что содержится в продукте.

Я вспомнил об этом, потому что видел картинку о том, что люди потребляют столько консервантов, что их трупы не разлагаются.

Но я… В Финляндии нашли много нитратов. Детям они вредны. И все равно, если я буду выбирать, какой творог есть, предпочту с нитратами.

Почему?

Потому что они спасают от бактерии clostridium botulinum. Она производит самый сильный токсин на земле – ботулотоксин. Он очень-очень ядовитый. Человека парализует – сначала рот, потом ноги, потом легкие, и он задыхается.

Получается, что когда вы решаете, чтo есть, вы думаете о бактериях?

Иногда.

Не могли бы вы как человек, разбирающийся в бактериях, рассказать мне, о чем надо думать, чтобы выбрать здоровую пищу?

Самое важное, чтобы еда была свежей.

Как свежий гамбургер в «Макдоналдсе»?

Он уже не свежий. Никогда не знаешь, как долго и где хранилось мясо.

То есть как бактериолог вы бы не советовали есть в «Макдоналдсе»?

Нет, такого я не говорил, потому что… Невозможно всех подозревать (смеется), кому-то надо верить. Но раз уж мы заговорили о гамбургерах, слышали ли вы об эпидемии, которая сейчас захлестнула Европу?

Нет, не слышал.

В США есть сеть фастфуда Jack in the Box. В 90-х у них была крупная вспышка инфекции, вызванной энтерогеморрагической кишечной палочкой. Эту бактерию впервые обнаружили в 80-х. Первая эпидемия вспыхнула из-за «Макдоналдса» – в двух ресторанах в разных точках Америки. Эта бактерия очень опасна для детей и может повредить почки. Совсем недавно, в 2012 году, эпидемия энтерогеморрагической кишечной палочки прокатилась по Европе. Позже выяснилось, что она была вызвана зараженными проростками пажитника, который импортировали из Египта.

Вот теперь я об этом знаю.

Это та же бактерия, но она немного изменилась. Она гораздо более агрессивна, у нее новые факторы вирулентности по сравнению с другими бактериями, и этим она особенно опасна. Это показывает, что бактерии постоянно адаптируются, становятся более патогенными и вызывают новые виды заболеваний.

Можно ли сказать, что бактерии разумны?

Да, у них огромные способности адаптироваться к окружающей среде.

Как у крыс?

Да. Когда все в мире рухнет, выживут только крысы, люди и бактерии.

Но… Мне легко представить мир без крыс. Про людей не уверен, но им ведь нужны бактерии.

Да.

А бактериям нужны люди?

Некоторым нужны, но не всем.

То есть если человечество исчезнет, бактерии останутся?

Да, не думаю, что их можно уничтожить, они всегда найдут себе местечко.

То есть они по-своему умные?

Да. К тому же они умеют коммуницировать.

Как они это делают?

У них есть для этого собственный механизм. Некоторые бактерии в случае увеличения своей популяции производят специальные вещества, которые дают понять остальным, что теперь надо заняться чем-то другим, то есть они общаются. Кроме того, у бактерий есть двухкомпонентная система, очень умная: общение обеспечивается двумя генами. Например, если температура среды слишком низкая, они пытаются уплыть в поиске нового места. Все у них хорошо организовано.

Кто придумал такую систему?

Ну, наверное, эволюция.

Не могли бы вы объяснить чуть подробней. Эволюция – это большое…

Да, но я думаю, что в основе всех систем…

Если сразу всех, то это объяснение не имеет никакой ценности.

(Молчит.) Это вопрос из серии «Почему возник человек?».

Самый простой научный ответ на него: «Мы не знаем». Но какие эволюционные процессы создали умные бактерии?

Понятия не имею.

Не имеете?

Нет, увы. Не знаю, как это можно объяснить. Но это не мешает им существовать. (Смеются.)

Это да. Причем, как вы говорите, они способны общаться между собой.

Да, на популяционном уровне.

Можно ли сказать, что они пользуются каким-то языком?

Это некая информация.

А в чем цель обмена этой информацией? Чтобы жить вечно?

Да, чтобы распространиться и завоевать весь мир. (Смеется.)

Но ни у кого из них этого не получилось?

Нет, но почему, скажем, бактерии вызывают диарею?

Явно для того, чтобы завоевать мир!

Для них это механизм распространения.

То есть диарея – это побочный продукт желания бактерий завоевать мир?

Да, можно так сказать.

А про сопли можно такое сказать? Это тоже способ распространения бактерий?

Да, и рвота тоже.

Получается, жидкости организма – это побочный продукт распространения бактерий?

Да, и так можно сказать.

Ну, это уже кое-что (смеется). Странно, что никакие бактерии… а их ведь множество разновидностей… сколько, кстати?

Миллионы.

А у скольких есть имена?

У десяти тысяч.

Ясно. Видите ли вы эволюционный смысл в том, что существует так много разновидностей бактерий?

Мне кажется, это адаптация. Бактерии все время стараются адаптироваться к новой среде. Люди создают новые условия, и бактерии первыми пытаются там закрепиться. Они хорошо умеют адаптироваться.

Бактерии бывают разных видов?

Да, их очень много.

Можно ли их описать с точки зрения эволюционной теории? Сначала был один вид или два…

Ученые сегодня способны просчитать события прошлого. Например, чуму.

Вы имеете в виду чуму XIV века в Европе?

Да, ученые выяснили, как чума пришла в Европу, когда изучили чумную палочку, Yersinia pestis.

Опять Yersinia? Но это уже другой вид?

Да, но тот же род. В роде Иерсинии три патологических вида: Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis, Yersinia enterocolitica, и ученые предполагают, что десять тысяч лет назад Yersinia pestis произошла от Yersinia pseudotuberculosis, а пятьсот тысяч лет назад разделились Yersinia enterocolitica и Yersinia pseudotuberculosis.

Вы когда-нибудь задумывались о своей функции в обществе? На то, чтобы открыть один вид бактерий, Yersinia pekkanenii, ушли миллионы из средств налогоплательщиков. Стоило ли оно того?

Моя цель не в том, чтобы найти какой-то один вид бактерий. Моя цель – изучение безопасности пищевой промышленности, как предотвратить заражение еды патогенными бактериями. Описание новых видов бактерий – это побочный эффект. Хоть и интересный (смеется).

Не могли бы вы описать самые важные проблемы в пищевой безопасности в Финляндии?

Все зависит от того, имеете ли вы в виду фундаментальную или прикладную науку. В фундаментальном плане я изучаю стрессовую реакцию патогенных бактерий в пище. Как они размножаются в недружественной среде. Если понять этот процесс лучше, мы сможем найти способы защиты от таких бактерий. Этим я и занимаюсь.

Не могли бы вы описать, как вы исследуете эту стрессовую реакцию?

Например, мы выращиваем бактерии при температуре три градуса, притом что оптимальной является температура 37 градусов, а потом выделяем их РНК и заменяем ее на ДНК.

Вы можете заменить РНК на ДНК?

Да, есть энзимы, которые это делают. А еще у нас есть микроматричный анализ, позволяющий увидеть, какие гены более активны при низкой температуре по сравнению с оптимальной. У бактерий от двух до пяти тысяч разных генов. Мы не знаем их функций, но знаем сами гены. Тогда мы можем посмотреть, какие гены активны при низких температурах, и начинаем их изучать. Потому что если они активны, значит, в них содержится нечто отвечающее за размножение при низких температурах.

И вы знаете, куда вас приведут ваши исследования?

Когда находишь что-то новое, невозможно предсказать следующий шаг. Например, когда я начал изучать их устойчивость к холоду, я обнаружил, что это двухкомпонентная система. И она потрясающая. Надо ли мне теперь заниматься только этой системой или стоит изучать и поведение других генов при низких температурах? Так всегда бывает – не знаешь, куда заведет тебя исследование. Находишь что-то новое, и может открыться нечто еще более удивительное.

То есть вы не знаете наверняка, на правильном ли вы пути?

В целом знаю, но не в частностях.

Откуда у вас уверенность в целом?

Когда видишь, что другие интересуются твоими результатами, понимаешь, что ты на правильном пути.

А может, они все идиоты?

(Смеется.) Да, такое тоже возможно, но в науке есть система оценок коллегами…

Да, я слышал. Ужасно коррумпированная.

(Смеется.) Да, это верно, однако… Я рассказывал о бактерии helicobacter pylori, которая живет в желудке. Открывший ее ученый послал свою статью в очень хороший журнал, но ее не приняли. Послал в другие – тоже не приняли. Ученые в этой области считали, что в желудке не могут жить патогенные бактерии. Эту статью опубликовал не самый престижный журнал. А последствия были огромными, и ученый получил Нобелевскую премию.

Просматривая список ваших работ, я заметил, что большинство статей написано в соавторстве с четырьмя-пятью людьми.

Да, это называется «исследовательский коллектив». Так проводятся исследования в естественных науках. Это моя группа, обычно руководитель находится в конце списка.

С каких пор у вас есть собственная исследовательская группа?

С 80-х.

То есть уже 30 лет. И все эти годы были посвящены…

Мы начали с того, почему портятся продукты.

Гниют и так далее?

Да, главным образом, и как лактобактерии портят еду. Потом я занялся проблемой вакуумных упаковок, потом clostridium botulinum, потом listeria, а теперь более фундаментальными вопросами.

Был один любитель, искавший огромного осьминога, который пожирает корабли. Он полагал, что осьминог живет на глубине, и придумывал устройство, чтобы спуститься туда. Его спросили: «Но если ты его встретишь, это будет последнее, что ты увидишь перед тем, как он тебя съест?» На что он отвечал: «Ну и отлично, я этого и хочу – увидеть его, а потом пусть ест». Что бы вы хотели увидеть перед смертью?

Я так об этом не думал, это не совсем мой подход. Мне важно… общество коллег, чтобы мы работали вместе, пытались решить проблемы, чтобы ктото продолжал мое дело.

Есть ли какое-то открытие, которое вам бы хотелось сделать, просто чтобы понять, как устроен мир?

Да, но это бесконечный процесс. Решаешь одну проблему, а за ней встают еще две или три. Конца тут нет.

Нет?

Думаю, что нет.

Спасибо вам.