Пережевывание не относится к перспективным масштабируемым методам решения проблемы расщепления крахмала
[151]. Поэтому в конце концов для приготовления алкогольных напитков из риса было найдено еще более чудное решение этой задачи. Речь о кодзи.
Как и в случае с дрожжами, до конца XIX века никто не знал, что это такое, – если быть точными, до 1876 года
[152]. Дрожжи были первыми живыми организмами, чей геном был секвенирован – то есть расшифрован. Это произошло в 1996 году
[153], а очередь кодзи настала лишь в 2005 году
[154]. Спецы по генам смогли определить, что эти микроорганизмы появились на Земле 20 миллионов лет назад
[155], и при этом они являются незаменимой частью современного высокотехнологичного процесса. Они вырабатывают десять видов протеолитических ферментов – настоящее сокровище для производителей соевого соуса и мисо-пасты, ведь эти ферменты способны расщепить богатые белком соевые бобы. А еще они производят три разных типа α-амилазы
[156] – именно этим ферментам производители саке поручают осахаривание риса.
Есть в кодзи и такие гены, из-за которых отдельные их родственники несут смертельную опасность. Генетически кодзи на 99,5 % совпадают с выделяющим афлатоксин A. flavus. При этом сам A. oryzae совершенно безопасен
[157]. «Гены, которые могут производить негативный эффект, были практически полностью подавлены», – рассказывает Масаюки Масида, глава исследовательской группы, занимающейся биоинженерией молекулярных систем в Национальном институте перспективной промышленной науки и технологии. Он был главным исследователем во время секвенирования A. oryzae. «В применяемых в алкогольной отрасли штаммах некоторые из потенциально опасных генов были полностью уничтожены», – говорит Масида. Но его работа практически не пролила света на вопрос, как – и когда – люди смогли приручить эту плесень.
Для биолога-эволюциониста Антониса Рокаса разрешение этой загадки долгое время было главной целью. Когда в 2007 году он впервые организовал лабораторию в Университете Вандербильта
[158], то попросил своих знакомых из Японии прислать ему образцы кодзи с разных фабрик по производству саке. Рокас хотел изучать эволюцию и считал, что одомашнивание – это просто ее ускоренная версия, управляемая человеком. «Мне кажется, что многие из наших представлений об эволюции основаны на примерах из жизни животных и растений, – говорит Рокас. – Это вовсе не делает их ошибочными, но микробиология способна рассказать об эволюции гораздо больше».
Рокас посмотрел на одомашнивание с другой стороны. В процессе отбора по определенным признакам при одомашнивании выбираются совокупности генов, или генотипы. В генах зашифрован состав определенных белков, обеспечивающих проявление у организма тех или иных признаков. Это могут быть темные волосы у человека, или более крупный плод у растения, или (в случае одомашненных микробов) менее горькое пиво, или быстрее поднимающееся тесто для хлеба, или более эффективная выработка пенициллина.
Но гены – это не волки-одиночки, они объединены в цепочки и упакованы в структуры под названием хромосомы. Рокас предположил, что, когда в процессе одомашнивания выбирается ген, отвечающий за определенный признак, вместе с ним выбираются и соседние гены. Вы, безусловно, выберете гены, которые расщепляют крахмал в рисе, но вместе с ними вы получите и другие гены, которые находятся в одной хромосоме с нужными вам. «Если через несколько тысяч лет посмотреть на участки хромосом с выбираемым геном – обеспечивающим нужные нам признаки, – мы увидим, что они почти перестали меняться», – говорит Рокас.
Иными словами, в хромосомах одомашненных организмов будут участки, не меняющиеся в ходе эволюции – в отличие от их диких предков. Эти кусочки хромосом оказываются замершими во времени. Рокас вместе со своей группой разложили геном A. oryzae и сравнили его с геномом его токсичного собрата A. flavus. Затем они занялись поиском этих застывших участков – того, что биологи называют консервативными последовательностями генов
[159].
И они их нашли. Было обнаружено около 150 фрагментов ДНК, которые у A. flavus имели нормальную вариативность, а у A. oryzae были пугающе стабильными. Что еще более примечательно, гены этих застывших участков были идеальными кандидатами на одомашнивание. «Многие из этих генов имеют отношение к метаболизму, что на интуитивном уровне вполне понятно, – рассказывает Рокас. – Если вы занимаетесь бизнесом, для которого требуется расщеплять рисовый крахмал, метаболизм для вас будет очень важной характеристикой». Одним из самых стабильных оказался ген, отвечающий за образование глутаминазы – фермента, который превращает аминокислоту L-глютамин в глютаминовую кислоту. Это вещество отвечает за образование знакомого вам глутамата натрия – «усилителя вкуса», который передает так называемый «умами», или «пятый вкус» – мясистый вкус высокобелковой пищи. Это один из ключевых компонентов соевого соуса, мисо-пасты и, конечно, саке.
По мнению Филипа Харпера – единственного рожденного на западе toji, или мастера по изготовлению саке, – при производстве саке самое важное – это понимание кодзи. Его влияние на целую культуру делает его чем-то большим, чем простой микроорганизм. Крупные производители саке заражают свой рис грибком кодзи в «бродильных агрегатах» – специальных огромных баках. Один такой бак фабрики Takara Sake, что в нескольких кварталах от моего дома в Калифорнии, представляет собой стальной шестигранник высотой в два этажа, в котором зараз перерабатывается до шести тонн риса. Но на фабрике Харпера заражение грибком происходит традиционным способом: рис раскладывается тонким слоем, а затем его посыпают спорами кодзи из жестянки с сетчатой крышкой. Эти крошечные желто-коричневатые частицы – смесь из шести разных штаммов, которые он покупает у трех разных производителей. Когда грибок кодзи распространяет свои щупальца по всей партии риса, запах в помещении меняется: вместо уютного домашнего аромата рисового пудинга появляется запах, больше напоминающий аромат жареных каштанов или, если подождать еще подольше, земляной запах грибов. Зараженный рис теперь тоже называют кодзи, он становится более сладким и на вкус напоминает попкорн. Из полупрозрачного и почти опалового он становится ярко-белым.
