В рацион японцев входит много морепродуктов — в том числе разных водорослей. Среднестатистический японец съедает около пяти килограммов водорослей в год. Самая известная из них — это нори, она же порфира. В ней содержится много углевода порфирана, но млекопитающие не умеют его переваривать. В кишечнике человека нет ферментов, которые могли бы расщепить порфиран на мономеры.
Точно такие же проблемы у человеческого кишечника с целлюлозой — основным компонентом клеточных стенок растений. Для нее у нас тоже нет подходящего фермента, целлюлазы. К счастью, за тысячи лет поедания овощей целлюлазой смогли обзавестись бактерии-симбионты, которые живут в нашем кишечнике. Это приобретение позволило им освоить уникальный источник пищи, а нам — снизить частоту кишечных инфекций. Дело в том, что вредоносные бактерии, которые их вызывают, не могут расщеплять целлюлозу. Поэтому, когда мы едим овощи, мы кормим наши бактерии — а те, в свою очередь, мешают размножаться патогенным микроорганизмам.
Судя по всему, похожая история произошла с кишечной микробиотой японцев и порфираном. В 2010 году биологи обнаружили, что кишечная микробиота некоторых японцев может расщеплять порфиран. Эту делает бактерия Bacteroides plebeius, которая выделяет порфираназу. При этом точно такой же белок нашли у «дикой» морской бактерии Zobellia galactanivorans, которая питается порфирой. Ученые предположили, что вместе с водорослями, которые они иногда употребляют в сыром виде, японцы время от времени ели и бактерию Z. galactanivorans. А дальше B. plebeius посредством горизонтального переноса позаимствовала у нее ген порфираназы — и научилась переваривать порфиру сама.
Пока неизвестно, как широко распространена эта адаптация среди японцев и может ли она передаваться по наследству. Но из тринадцати японцев, чью микробиоту проверили ученые, у четверых нашлись бактерии, способные расщеплять порфираназу. А из восемнадцати североамериканцев способностью расщеплять порфираназу в кишечнике не обладал никто. Так что, по-видимому, порфираназы — чисто японское ноу-хау.