Mitä muinaiset ulosteet voivat kertoa meille ihmisen suolen mikrobiomin kehityksestä?

Muinaiset mikrobiotatiedot ovat tärkeä resurssi bakteerien evoluution tutkimiseen ja kroonisten sairauksien biologisen leviämisen tutkimiseen kautta historian.

Kansainvälinen tutkijaryhmä analysoi mikrobien DNA:ta, joka löytyi alkuperäiskansojen palefecesista (kuivuneista ulosteista) Pohjois -Meksikon ja Utahin kuivista luolista. He havaitsivat, että muinainen ihmisen suolen mikrobiomi on samanlainen kuin nykyajan teollistumattomien väestön ihmisten.

Tutkimus, julkaistu lehdessä Luonto, on ensimmäinen, joka paljasti näytteissä uusia mikrobilajeja.

Tutkimus:Muinaisten mikrobien genomien rekonstruktio ihmisen suolistosta. Kuva:Design_Cells / Shutterstock

Muinainen mikrobiomi

Keho on täynnä vaarattomien bakteerien pesäkkeitä, sienet, ja viruksia, joita kutsutaan mikrobiomiksi. Nämä lajit ovat hyödyllisiä keholle, auttaa kehon luonnollisia prosesseja. Suoliston mikrobiomin muodostavat yli 400 bakteerilajia, auttaa ruoan sulattamisessa, torjua haitallisia taudinaiheuttajia, ja syntetisoida vitamiineja.

Aiemmissa tutkimuksissa on todettu, että suoliston mikrobiomi on ollut läsnä jopa muinaisissa ihmisissä. Tämä tarkoittaa sitä, että muinaisten ihmisten suolistobakteerien sisällön tutkiminen voi tarjota uutta tietoa paitsi ruokavaliosta myös siitä, miten he torjuvat sairauksia.

Terveysalan asiantuntijat ovat myös vertailleet teollistuneilta ja ei-teollistuneilta alueilta tulevien ihmisten suoliston mikrobiomia.

Aikaisemmat tutkimukset lapsista Venäjällä ja Suomessa osoittivat, että teollisuusalueilla asuvilla oli todennäköisemmin tyypin 1 diabetes kuin teollisuusalueilla.

Näillä kahdella lapsiryhmällä oli hyvin erilainen suolen mikrobiomi, korostaen, että teollisuusalueilla asuvat lapsilla on suurempi riski sairastua paitsi tyypin 1 diabetekseen myös muihin autoimmuuni- ja allergisiin sairauksiin.

Muinaisen ihmisen suolen mikrobiomin rekonstruointi

Tiimi rekonstruoi muinaiset mikrobien genomit hyödyntäen kahdeksan paleofekan joukkoa 1, 000 vuotta - 2, 000 vuotta vanha löydettiin Yhdysvaltojen lounaisosasta ja Meksikosta. Sieltä, he vertasivat muinaisia ​​suolen mikrobeja nykypäivän näytteisiin sekä teollistuneista että ei-teollistuneista populaatioista.

Yhteensä, tutkijat rekonstruoivat 498 mikrobien genomia ja päättivät, että 818 oli muinaisista yksilöistä. Näiden, 39 prosenttia ei ollut aiemmin löydetty muista näytteistä.

Analyysit olivat mahdollisia paleofeenien poikkeuksellisen säilymisen ansiosta, muinaisten deoksiribonukleiinihapon (aDNA) uuttomenetelmien käyttö muinaisille ulosteille, korkea sekvensointisyvyys, ja edistysaskeleet de novo -genomin rekonstruointimenetelmässä.

Verrattuna 789 nykyiseen ihmisen suolen mikrobiominäytteeseen kahdeksasta maasta, paleofeces-näytteet olivat enemmän samanlaisia ​​kuin ei-teollistuneet kuin teollistuneet ihmisen suolen mikrobiomit.

Jotkut näytteistä löydetyt ruokapalat vahvistivat, että muinaisten ihmisten ruokavalio sisälsi papuja ja maissia, joka on tyypillistä varhaisille Pohjois -Amerikan maanviljelijöille. Utahin sivustolla tiimi löysi eklektisemmän, kuitupitoinen nälänhätä ruokavalio, mukaan lukien riisin ruoho, päärynä, ja heinäsirkat näytteen ruokakappaleissa.

Toiminnallisen profiloinnin jälkeen tiimi löysi huomattavasti pienemmän määrän antibioottiresistenssiä ja mukiinia hajottavia geenejä, mukaan lukien liikkuvien geneettisten elementtien rikastuminen suhteessa teollisiin suoliston mikrobiomeihin. Plus, muinaiset näytteet olivat monipuolisempia, mukaan lukien kymmeniä aiemmin tuntemattomia lajeja.

Tämä tutkimus helpottaa aiemmin kuvaamattomien suolimikro -organismien löytämistä ja karakterisointia muinaisista mikrobiomeista ja ihmisen suoliston mikrobiston evoluutiohistorian tutkimista paleofekan genomin rekonstruktion avulla, ”Tutkijat totesivat tutkimuksessa.

Tutkimus osoitti myös, että paleofeetat, joilla on hyvin säilynyt DNA, ovat runsaasti mikrobien genomien lähteitä. Aiemmin kuvaamattomat mikrobilajit muinaisissa ulosteissa voivat valaista ihmisen mikrobiomien evoluutiota.

Tulevia tutkimuksia tarvitaan paremman ymmärryksen saamiseksi ihmisen mikrobiomista, joka voi auttaa löytämään uusia hoitoja sairauksiin, kuten tyypin 1 diabetekseen ja muihin autoimmuunisairauksiin. Tutkimukset voivat myös auttaa kehittämään lähestymistapoja nykyisen suolen mikrobiomin palauttamiseksi esivanhempaan tilaansa.

• Vähemmistöt ovat selvästi aliedustettuina haimasyövän kliinisissä tutkimuksissa
• Ilmoittavatko kaupallisten kefirituotteiden etiketit mikrobitasot oikein?