Hvad kan gammel afføring fortælle os om udviklingen af ​​det menneskelige tarmmikrobiom?

Gamle mikrobiota -oplysninger repræsenterer en vital ressource til at studere bakteriel udvikling og udforske den biologiske spredning af kroniske sygdomme gennem historien.

Et internationalt team af forskere analyserede mikrobielt DNA fundet i oprindelige menneskelige paleofeces (udtørret ekskrementer) fra tørre huler i det nordlige Mexico og Utah. De fandt ud af, at det gamle menneskelige tarmmikrobiom ligner dem hos nutidens mennesker fra ikke-industrialiserede befolkninger.

Studiet, offentliggjort i tidsskriftet Natur, er den første til at afsløre nye mikroberarter i prøverne.

Undersøgelse:Rekonstruktion af gamle mikrobielle genomer fra den menneskelige tarm. Billedkredit:Design_Cells / Shutterstock

Gammelt mikrobiom

Kroppen er fuld af kolonier af harmløse bakterier, svampe, og vira kaldet mikrobiomet. Disse arter er gavnlige for kroppen, hjælper kroppens naturlige processer. Der er mere end 400 bakteriearter, der udgør tarmmikrobiomet, hjælper med at fordøje mad, afværge skadelige patogener, og syntetisere vitaminer.

Tidligere undersøgelser har bemærket, at tarmmikrobiomet har været til stede selv hos gamle mennesker. Det betyder, at udforskning af indholdet af gamle menneskers tarmbakterier kan tilbyde ny viden, ikke kun om deres kost, men også hvordan de afværger sygdomme.

Sundhedseksperter har også sammenlignet tarmmikrobiomet fra mennesker fra industrialiserede og ikke-industrialiserede regioner.

Tidligere undersøgelser af børn i Rusland og Finland viste, at dem i industrialiserede regioner var mere tilbøjelige til at udvikle type 1-diabetes sammenlignet med dem i ikke-industrialiserede områder.

Disse to grupper af børn havde meget forskelligartet tarmmikrobiom, understreger, at dem, der bor i industrialiserede områder, børnene har større risiko for at udvikle ikke kun type 1 -diabetes, men andre autoimmune og allergiske sygdomme.

Rekonstruktion af gammelt menneskeligt tarmmikrobiom

Teamet rekonstruerede gamle mikrobielle genomer ved hjælp af et sæt med otte paleofeces fra 1, 000 år til 2, 000 år gammel opdaget i det sydvestlige USA og Mexico. Derfra, de sammenlignede de gamle tarmmikrober med nutidens prøver fra både industrialiserede og ikke-industrialiserede populationer.

I alt, forskerne rekonstruerede 498 mikrobielle genomer og konkluderede, at 818 var fra ældgamle individer. Af disse, 39 procent var ikke tidligere fundet i de andre prøver.

Analyserne var mulige takket være den ekstraordinære bevarelse af paleofeces, anvendelse af gamle deoxyribonukleinsyre (aDNA) ekstraktionsmetoder til gammel afføring, høj sekvensdybde, og fremskridtene inden for de novo genopbygningsmetodik.

Sammenlignet med 789 nutidige tarmmikrobiomprøver fra mennesker fra otte lande, paleofeces-prøverne lignede mere ikke-industrialiserede end industrialiserede tarmmikrobiomer fra mennesker.

Nogle af de madstykker, der findes i prøverne, bekræftede, at de gamle menneskers kost omfattede bønner og majs, hvilket er typisk for tidlige nordamerikanske landmænd. På Utah -stedet, holdet fandt en mere eklektisk, fiberrig hungersnød, herunder risgræs, pære, og græshopper i prøvens madstykker.

Efter funktionel profilering, teamet fandt en signifikant lavere forekomst af antibiotikaresistens og mucin-nedbrydende gener, herunder berigelse af mobile genetiske elementer i forhold til industrielle tarmmikrobiomer. Plus, de gamle prøver var mere forskellige, herunder snesevis af tidligere ukendte arter.

Denne undersøgelse letter opdagelsen og karakteriseringen af ​​tidligere ubeskrevne tarmmikroorganismer fra gamle mikrobiomer og undersøgelsen af ​​den menneskelige tarmmikrobiots evolutionære historie gennem genomrekonstruktion fra paleofeces, ”Bemærkede forskerne i undersøgelsen.

Undersøgelsen fastslog også, at paleofeces med velbevaret DNA er rigelige kilder til mikrobielle genomer. De tidligere uskrevne mikrobielle arter i de gamle afføring kan kaste lys over menneskelige mikrobiomers evolutionære historier.

Fremtidige undersøgelser er nødvendige for at få en bedre forståelse af det humane mikrobiom, som kan hjælpe med at opdage nye behandlinger for sygdomme som type 1 -diabetes og andre autoimmune tilstande. Undersøgelserne kan også hjælpe med at udvikle tilgange til at genoprette det nuværende tarmmikrobiom til dets forfædre tilstand.

• Minoriteter er væsentligt underrepræsenteret i kliniske forsøg med bugspytkirtelkræft
• Rapporterer etiketter på kommercielle kefirprodukter mikrobielle niveauer korrekt?