乳糖不耐症の答えはモンゴルにあるかもしれない

フブスグル湖は、モンゴルの首都ウランバートルから国内を出ずに行ける最も北の地点にある。13 時間のバス移動が待ちきれないなら、プロペラ機でムルン市まで行き、そこから未舗装の道路を 3 時間ドライブして、湖の南岸にひっそりと佇む小さな村、ハトガルまで行くこともできる。周囲の緑の平原に点在するフェルト製のパオは、モンゴル人のほとんどが自給自足の牧畜民として暮らしていた時代 (それほど遠くない昔) を彷彿とさせる。

2017年7月、考古遺伝学者クリスティーナ・ワリンナー氏は、この土地の人々と牛乳の複雑な関係について学ぶためにそこへ向かった。彼女はハトガルで「ブレスド・バイ・ヤク」と呼ばれる協同組合を見つけた。そこでは車で数時間圏内の家族が牛、ヤギ、羊、ヤクから得た恵みを出し合い、観光客に伝統の乳製品を供給している。

ワリナーさんは、ブレスド バイ ヤクのメンバーが液体を目が回るようなさまざまな食品に変える様子を何時間も見守った。ミルクは、これらの家々の内外のいたるところにあふれていた。膨らんだ乳房から木製のバケツに飛び散ったり、牛糞を燃料とする火の上で鉄製の中華鍋で煮えたり、肋骨のような木製の垂木から革袋で吊​​るされたり、特製の蒸留器で泡立ったり、木製の格子の内壁に飛び散ったりしていた。女性たちはホエーで手を洗ったりもした。「牧畜民と一緒に働くのは五感を刺激する体験です」とワリナーさんは言う。「味は本当に濃厚で、匂いも本当に強烈です。娘にミルクを飲ませていたとき、すべてがミルクの匂いだったのを思い出します」

彼女が訪れた各家庭では、中央の炉の周りに半ダース以上の乳製品が製造段階にあった。また、商品を売りに来た馬飼いたちは、アルコール度数が低い炭酸飲料アイラグの樽を持ち込み、パオを賑わせた。

馬乳のみで作られるアイラグを、凝乳から作られる酸っぱいチーズであるアアルルと混同してはならない。アアルルは、太陽の下で何週間も乾燥させると非常に硬くなるため、噛もうとして歯を痛める危険を冒すよりも、なめたり、お茶で柔らかくしたりする方がよい。より食べやすいのは、木の板の間に挟んだ円形の白いチーズであるビアスラグである。イーズギと呼ばれる焼いた凝乳は、焦げたポップコーンに少し似ている。乾燥しているため、布袋に入れて保存すれば何か月も持ちます。羊の胃袋で丁寧に包まれたバターのようなクロテッドクリームであるウルムは、脂肪分の多いヤクや羊の乳から作られ、気温が定期的に氷点下を大きく下回る冬の間ずっとお腹を温めてくれます。

ワリナーさんのお気に入りは、牛やヤクの乳をシミンアルキというアルコール飲料に変えるときに残る「マッシュ」です。「蒸留器の底には、おいしい油っぽいヨーグルトがあります」と彼女は言います。

しかし、ハトガルへの彼女の長い旅は、料理への好奇心からではなかった。ワリンナーは謎を解くためにそこにいた。彼女が見た乳製品の多様性にもかかわらず、モンゴル人の推定95パーセントは、遺伝的に言えば乳糖不耐症である。しかし、霜のない夏の間、彼らは摂取カロリーの半分までを乳製品から摂取している可能性があると彼女は考えている。

科学者たちはかつて、酪農と牛乳を飲む能力は密接に関係していると考えていた。モンゴルで発見したことで、ワリンナー氏は新たな説明を思いついた。ハトガルを訪れたとき、たとえ目に見えなくても、答えは周囲にあったと彼女は言う。

ウール、革、木材で作られた家の中に釘付けになって座り、彼女は米国やヨーロッパで慣れ親しんだプラスチックとスチールのキッチンとの対比に衝撃を受けた。モンゴル人は、牛乳を発酵させてさまざまな食品にするバクテリア、腸内やゲルの乳製品に浸したフェルトに生息する微生物など、目に見えない生物に囲まれている。これらの目に見えない生物が互いに、環境と、そして私たちの体と相互作用することで、ダイナミックな生態系が作られる。

これは特別なことではありません。誰もが、体内、体表、周囲に数十億の微生物の宇宙を抱えて暮らしています。腸内だけでも、数ポンド相当の微生物が繁殖しています。研究者たちはこの小さな世界を「マイクロバイオーム」と名付け、それが私たちの健康にどのような役割を果たしているかを理解し始めたばかりです。

しかし、これらのコロニーの中には、他のコロニーよりも多様性に富んだものもある。ワリナー氏はまだハトガル遊牧民の微生物叢のサンプル採取に取り組んでいるが、別のチームがすでにモンゴルの細菌構成が世界の工業化が進んだ地域のものと異なるという証拠を集めている。彼らが属する生態系を解明すれば、いつの日か、モンゴル人がなぜこれほど多くの乳製品を食べられるのかを説明できるかもしれない。そして、世界中の乳糖不耐症の人々を助ける手がかりも得られるかもしれない。

ワリンナー氏は、モンゴルのあらゆるパオに生息する複雑な微生物の世界をより深く理解することで、人々にブリーチーズをもっと食べてもらうという以上の問題への洞察が得られるかもしれないと主張する。世界中のコミュニティが伝統的なライフスタイルを放棄するにつれ、認知症、糖尿病、食物不耐症などのいわゆる文明病が増加している。

ワリナー氏は、モンゴル人が乳製品を好むのは、3,000年以上かけて培われた細菌の巧みな制御のおかげであると確信している。数千年前に亡くなった草原の住民の歯の汚れをこすり落とすことで、モンゴル人の食生活において牛乳が数千年にわたって重要な位置を占めてきたことを証明できた。モンゴル人の伝統的な微生物叢と工業化社会に広く見られる微生物叢の違いを理解することで、現代のライフスタイルに伴う病気の原因を解明できるかもしれない。そして、おそらく、食生活と健康に対する、これまでとは異なる、より有益なアプローチの始まりとなるかもしれない。

現在、ワリナーはマックスプランク人類史科学研究所の古代DNA研究室で探偵として働いている。この研究室は、ドイツの中世都市イエナの歴史的中心部を見下ろす高層バイオサイエンス施設の2階にある。サンプルにDNAが混入するのを防ぐため、研究室に入るには30分の手順が必要で、異物の消毒、全身を覆うタイベックのつなぎ、外科用フェイスマスク、アイシールドの着用などが含まれる。研究室では、博士研究員や技術者がドリルやピックを使って、はるか昔に亡くなった人々の歯から歯垢の破片を採取している。ワリナーのモンゴルの標本の多くはここで分類、分析、保管されている。

彼女がこの研究室にたどり着いたのは、2010年にスイスで博士研究員をしていたときだった。ワリナー氏は何世紀も前の人骨に感染症の証拠を見つける方法を探していた。彼女はまず、虫歯、つまり細菌が歯のエナメル質に潜り込んだ穴から始めた。よく観察するため、彼女は歯垢を除去するのに多くの時間を費やした。歯垢とは科学者が「歯石」と呼ぶミネラル沈着物で、現代の歯科医療がなかったため、見苦しい茶色の塊となって歯に蓄積する。

同じ頃、現在オランダのライデン大学の研究者であるアマンダ・ヘンリー氏は、ネアンデルタール人の歯から削り取った歯石を顕微鏡で調べ、鉱物層に閉じ込められたデンプン粒を発見した。その結果、ネアンデルタール人は肉だけでなく植物も含む多様な食事を摂っていたという証拠が得られた。

この研究について聞いたワリンナーは、中世ドイツの墓地の標本を観察すれば同様の知見が得られるのではないかと考えた。しかし、顕微鏡で食べ物の残骸を調べようとしたとき、完璧に保存された大量の細菌がそれを阻んだ。「細菌が文字通り邪魔をして、視界を遮っていたのです」と彼女は回想する。標本には微生物やヒトの遺伝子があふれており、硬い鉱物のマトリックスによって保存・保護されていた。

ワリンナーは考古学的記録の中の微小な生物を観察する方法を発見し、それを使って食生活を研究する手段も発見した。「これは、これまで誰も考えつかなかった細菌 DNA の非常に豊富な情報源だと気づきました」とワリンナーは言う。「これは、他の場所から入手するのが非常に難しい、個人の生活に関する情報にアクセスできるタイムカプセルです。」

歯石の研究はマイクロバイオームへの関心の高まりと合致し、ワーリナー氏はマックス・プランク研究所の人気職に一気に昇格した。（2019年、ハーバード大学は彼女を人類学教授として採用し、現在はケンブリッジ、マサチューセッツ、イエナを行き来しながら、2大陸の研究室を監督している。）彼女のTEDトークは200万回以上視聴されている。「人々が時間とお金をかけて取り除こうとしているものにキャリア全体を捧げることになるとは思ってもいませんでした」と彼女は冗談を言う。

ワリナー氏は、その汚れた歯の堆積物には、DNA以外のものも保存されていることを知った。2014年に彼女は同僚とともにノルウェー系グリーンランド人の歯を調べた研究を発表し、バイキングがわずか数百年でその地を放棄した理由を探った。彼女は、この地域に最初に定住した人々の歯垢に乳タンパク質が浮遊していることを発見したが、5世紀後に埋葬された人々の歯垢にはほとんど乳タンパク質がなかった。「乳製品の消費を追跡するマーカーができた」とワリナー氏は言う。

この発見により、ワリンナーは近年の人類進化における最大の謎の一つに目を向けることになった。それは「なぜ牛乳なのか？」だ。世界のほとんどの人は、成人になっても乳製品を消化できる遺伝的素質を持っていない。北ヨーロッパ人のほとんどを含む少数の人々は、幼少期を過ぎても牛乳に含まれる主要な糖である乳糖を分解できるいくつかの突然変異のうちの1つを持っている。その能力は、乳糖を分解するタンパク質にちなんでラクターゼ持続性と呼ばれている。

最近まで、遺伝学者たちは酪農と牛乳を飲む能力は一緒に進化したに違いないと考えていたが、研究者たちが証拠を探し回ってもそれは証明されなかった。ヨーロッパ全土から採取された古代の DNA サンプルは、今日ラクターゼの持続が一般的である場所でさえ、それが出現したのは紀元前 3000 年、つまり人々が牛や羊を家畜化し、乳製品を食べ始めてからずっと後のことだったことを示唆している。突然変異が起こる 4000 年前から、ヨーロッパ人は乳糖不耐症にもかかわらずチーズを作り、乳製品を食べていた。ワーナーは、微生物が彼らに代わって乳製品の消化の仕事をしていたのではないかと推測した。

それを証明するため、彼女は状況が似ている場所を探し始めた。モンゴルは理にかなっている。そこでは牧畜と家畜化が5000年以上前に遡る証拠があるからだ。しかし、ワリナー氏によると、はるか昔の乳製品の消費の直接的な証拠はなかった。古代の計算によって、死者の口から直接乳製品を採取できるようになったのだ。

2016年から、ワリナー氏とチームはイエナの研究所で、数千年前に草原に埋葬され、1990年代に考古学者によって発掘された人骨の歯を削り始めた。レンズ豆ほどの大きさのサンプルから、牛、ヤギ、羊の乳のタンパク質が見つかった。同じ遺骨から古代のDNAを採取することで、ワリナー氏はさらに一歩進んで、その遺骨が現代のモンゴル人と同じように乳糖を消化する遺伝子を持たない人々のものであることを証明できた。

ワリンナーは、今日の遊牧民の体内やその周辺から採取した微生物のサンプルが、これがどのように可能だったかを理解する手がかりになるかもしれないと考えた。モンゴル人の20人に1人だけが牛乳を消化できる変異を持っていると推定されているが、世界でもこれほど乳製品に力を入れている場所はほとんどない。彼らは祭りに乳製品を取り入れ、安全と成功を祈願して大きな旅の前には精霊に乳製品を捧げる。彼らの比喩さえも乳製品に基づいている。「牛乳の入った木器の匂いは決して消えない」は、「古い習慣はなかなか抜けない」とほぼ同義である。

古代DNA研究室の廊下を進むと、チームが過去2年間の夏に収集した数千の微生物サンプルが背の高い業務用冷凍庫にぎっしりと詰まっている。マイナス40度（モンゴルの冬よりも寒い）に冷やされたコレクションには、イーズギやビアスラグからヤギの糞やヤクの乳房の綿棒まで、あらゆるものが含まれている。新米の母親が母乳を冷凍するのに使うトランプ大のビニール袋数百個には、ラクダ、牛、ヤギ、トナカイ、羊、ヤクの搾りたての生乳が入っている。

ワリンナー氏の最初の仮説は、モンゴルの遊牧民が過去も現在も、乳糖を食べる微生物を使ってさまざまな乳製品を分解し、消化しやすい状態にしていたというものでした。一般に発酵と呼ばれるこのプロセスは、麦芽をビールに、ブドウをワインに、小麦粉を泡立つサワードウに変えるのと同じ、細菌の助けによるプロセスです。

モンゴルの乳製品のほとんどは発酵が欠かせません。西洋のチーズも発酵を利用しています。パルメザン、ブリー、カマンベールチーズのメーカーは、どれも菌類とレンネット（子牛の胃から得られる酵素）を利用して、適切な食感と味を実現しています。一方、モンゴル人はスターターと呼ばれる微生物培養物を維持しており、各バッチから少しずつ取っておき、次のバッチに接種します。

民族誌学的証拠から、こうした調理法は非常に昔から行われてきたことがわかる。モンゴル語では、これらは「khöröngö」と呼ばれ、富や遺産を意味する言葉に由来する。これらは生きた家宝であり、通常は母から娘へと受け継がれる。そして、定期的な世話と餌やりが必要だ。「スターター培養物は何週間、何ヶ月、何年、何世代にもわたって絶えず注意を払われます」と、マックス・プランク研究所のモンゴル語を話す民族学者で、ワリンナーのチームの一員としてイエナ冷凍庫のサンプルの収集に責任を負っているビョルン・ライヒハルトは言う。「モンゴル人は乳製品を幼児と同じように食べる傾向があります」。子供の場合と同様、乳製品も育てられる環境によって大きく左右される。各家庭のスターターの微生物構成は微妙に異なるようだ。

2017年にハトガルから戻った後、ワリナーは遊牧民が乳製品を作るために使用していた細菌を特定し、分類する「Heirloom Microbe」プロジェクトを立ち上げた。このプロジェクトの名前には、産業研究室や企業のスターターカルチャー製造業者が無視していた菌株や種がゲルに潜んでいるという彼女の希望が反映されている。おそらく、モンゴル人が牛乳を加工するために使用していて、西洋科学が見逃していた新しい菌株や微生物の組み合わせがあるのではないかとワリナーは想像した。

これまでに、彼女はエンテロコッカスを発見した。これはヒトの腸内に広く生息し、乳糖の消化に優れているが、米国と欧州の乳製品からは数十年前に排除されていた細菌である。また、ラクトバチルスのようなよく知られた細菌の新しい株も発見した。しかし、根本的に異なる種やスターターは特定されておらず、錠剤の形に包装できる魔法の微生物は見つかっていない。「スーパーバグの範囲はないように思われます」と、ワリンナーとともに乳製品研究に取り組んでいるマックス・プランク研究所の人類学者マテウス・レストは言う。

現実はもっと恐ろしいかもしれない。これまで発見されていなかった微生物の系統というよりは、愛情込めて管理されたスターター、牛乳に浸したゲルのフェルト、個々の遊牧民の腸内細菌叢、アイラグの樽をかき混ぜる方法など、複雑な有機体と慣習のネットワークが、モンゴル人がこれほど多くの乳製品を好む理由なのかもしれない。

ワリナー氏のプロジェクトは現在、「乳製品培養」という新しい名前が付けられている。これは、モンゴルの微生物ツールキットが特定の細菌数個に限定されるわけではないという彼女の認識を反映している。「科学は往々にして非常に単純化されます」と彼女は言う。「人々は物事の1つの側面だけを見る傾向があります。しかし、酪農を理解したいのであれば、動物や微生物叢、製品だけを見ることはできません。システム全体を見る必要があります。」

この研究結果は、モンゴルの草原から遠く離れた人々に影響を与える別の現象を説明するのに役立つかもしれない。私たちのマイクロバイオームを構成する何十億もの細菌は受動的な乗客ではない。それらは私たちの健康において、免疫システムの調節や食物の消化を助ける積極的な役割を果たしているが、その役割はほとんど理解されていない。

過去2世紀にわたり、工業化、殺菌、抗生物質がこれらの目に見えない生態系を劇的に変えてきた。寿司、パッタイ、ピザなどショッピングモールの定番メニューといった表面的な味の多様性の下では、食べ物はますます似通ってきています。大規模な酪農場では、ヨーグルトやチーズなどの食品を研究室で培養したスターターカルチャーで発酵させています。これは、一握りの工業生産者が独占する12億ドル規模の産業です。コモディティ化された料理を食べている人は、いまだに「伝統的な」食事を食べている遠隔地の集団に見られる腸内細菌種の推定30％を欠いています。2015年、ウォーリンナーは、アマゾンのジャングルに住む狩猟採集民の消化管で、典型的な西洋料理を食べる人々の体内ではほとんど消滅している細菌を発見したチームの一員でした。

「人々は、自分たちの親たちよりもずっと多様でグローバルな食事をしていると感じているし、それは本当かもしれない」とレスト氏は言う。「しかし、これらの食品を微生物レベルで見ると、ますます空虚になっている」

2019年10月にサイエンス誌に掲載されたレビュー論文では、世界中の研究室からデータを収集し、この減少する種類の多さが私たちを病気にしているかどうかを調べ始めた。認知症、糖尿病、心臓病、脳卒中、特定のがんは、文明病と呼ばれることもある。これらはすべて、都会のライフスタイルや食生活、加工食品、抗生物質の普及に関連している。一方、食物不耐症や、クローン病や過敏性腸疾患などの腸の病気は増加している。

モンゴルの遊牧民のマイクロバイオームを、世界の他の地域でより工業化された食事を摂っている人々のサンプルと比較すると、私たちが失ったもの、そしてそれを取り戻す方法について貴重な洞察が得られる可能性があります。失われた種を特定することで、人間のマイクロバイオーム療法を改良し、プロバイオティクスに必要な科学を加えることができます。

この探求に残された時間は多くないかもしれない。過去50年間、何十万人ものモンゴルの遊牧民が草原や家畜、伝統的な生活様式を捨て、ウランバートルに集まってきた。現在、モンゴルの人口の約50％、推定150万人が首都に押し寄せている。

2020年夏、ワリナー氏のチームはハトガルやその他の農村地域に戻り、遊牧民から口腔スワブと糞便の標本を収集する予定だ。これはモンゴルの伝統的な微生物叢のカタログ化の最終段階である。ワリナー氏は最近、ウランバートルの住民からもサンプルを採取することを決めた。都市生活が、新しい食べ物、新しい生活様式、そしておそらくは微生物群集の新たな単純化に伴って、細菌バランスにどのような変化をもたらしているかを観察するためだ。

目に見えないとしても、何か大切なものが失われつつあると、ワリンナーは考えている。最近の秋の朝、彼女はハーバード大学キャンパスのピーボディ考古学民族学博物館にある、陽光が差し込むオフィスに座っていた。大西洋を越えた最近の引越しで荷物をほとんど解いた彼女は、徐々にパオが一つずつ消滅していく様子を思い描いていた。

これは、世界中の野生生物保護活動家が直面している難問とは、大きさこそ大きく異なるが、規模は同じだ。「生態系全体をどうやって復元するのでしょうか？」と彼女は疑問に思った。「できるかどうかはわかりません。私たちはできる限り記録し、分類し、文書化することに全力を尽くし、同時にその謎を解明しようとしています。」

言い換えれば、モンゴルの微生物を保存するだけでは十分ではない。何世紀にもわたってそれらを支えてきた伝統的な知識と日常の習慣も必要だ。階下の展示ケースには、ハーバードが現在建っている土地にかつて住んでいたマサチューセッツ族から、中央アメリカと南アメリカの広大な地域を支配していたアステカ文明やインカ文明まで、他の民族の遺物が展示されている。彼らの伝統は、彼らが育んできた微生物ネットワークとともに永遠に失われてしまった。「酪農システムは生きています」とワリナーは言う。「5,000年間生き続け、継続的に栽培されてきました。毎日育てなければなりません。システムが崩壊し始めるまでに、どれだけの変化に耐えられるのでしょうか？」

このストーリーは、 Popular Scienceの2020年春のOrigins号に掲載されています。