Što nam drevni izmet može reći o evoluciji ljudskog mikrobioma crijeva?

Podaci o drevnoj mikrobioti predstavljaju vitalni izvor za proučavanje evolucije bakterija i istraživanje biološkog širenja kroničnih bolesti kroz povijest.

Međunarodni tim istraživača analizirao je mikrobnu DNK pronađenu u autohtonim ljudskim paleofecima (isušen izmet) iz suhih špilja u sjevernom Meksiku i Utahu. Otkrili su da je drevni mikrobiom ljudskog crijeva sličan onima današnjih ljudi iz neindustrijalizirane populacije.

Studija, objavljeno u časopisu Priroda, prvi je koji je otkrio nove vrste mikroba u uzorcima.

Studija:Rekonstrukcija drevnih mikrobnih genoma iz crijeva čovjeka. Kredit za sliku:Design_Cells / Shutterstock

Drevni mikrobiom

Tijelo je puno kolonija bezopasnih bakterija, gljive, i virusi nazvani mikrobiom. Ove su vrste korisne za tijelo, potpomažući prirodne procese u tijelu. Postoji više od 400 vrsta bakterija koje čine crijevni mikrobiom, pomaže probaviti hranu, otjerati štetne patogene, i sintetizirati vitamine.

Prethodne studije pokazale su da je crijevni mikrobiom prisutan čak i kod starih ljudi. To znači da istraživanje sadržaja crijevnih bakterija starih ljudi može ponuditi nova saznanja ne samo o njihovoj prehrani, već i o tome kako su spriječili bolesti.

Zdravstveni stručnjaci usporedili su i crijevni mikrobiom ljudi iz industrijaliziranih i neindustrijaliziranih regija.

Prethodna istraživanja djece u Rusiji i Finskoj pokazala su da je u onima u industrijski razvijenim regijama veća vjerojatnost razvoja dijabetesa tipa 1 u usporedbi s onima u neindustrijaliziranim područjima.

Ove dvije skupine djece imale su vrlo raznolik crijevni mikrobiom, ističući da oni koji žive u industrijski razvijenim područjima, djeca imaju veći rizik od razvoja ne samo dijabetesa tipa 1 već i drugih autoimunih i alergijskih bolesti.

Rekonstrukcija drevnog ljudskog crijevnog mikrobioma

Tim je rekonstruirao drevne mikrobne genome koristeći set od osam paleofecesa od 1, 000 godina do 2, 000 godina otkriveno na jugozapadu SAD -a i Meksika. Odatle, uspoređivali su drevne crijevne mikrobe sa suvremenim uzorcima iz industrijalizirane i neindustrijalizirane populacije.

Ukupno, istraživači su rekonstruirali 498 mikrobnih genoma i zaključili da je 818 bilo od starih pojedinaca. Od ovih, 39 posto prethodno nije pronađeno u drugim uzorcima.

Analize su bile moguće zahvaljujući izvanrednoj očuvanosti paleofecesa, korištenje starih metoda ekstrakcije deoksiribonukleinske kiseline (aDNA) za drevni izmet, velika dubina sekvenciranja, te napredak de novo metodologije rekonstrukcije genoma.

U usporedbi sa 789 današnjih uzoraka mikrobioma ljudskog crijeva iz osam zemalja, uzorci paleofecesa bili su sličniji neindustrijaliziranim nego industrijaliziranim mikrobiomima ljudskog crijeva.

Neki dijelovi hrane pronađeni u uzorcima potvrdili su da je prehrana starih ljudi uključivala grah i kukuruz, što je tipično za rane sjevernoameričke poljoprivrednike. Na web mjestu Utah, tim je otkrio da je eklektičniji, dijeta gladna bogata vlaknima, uključujući rižinu travu, kruška, i skakavci u komadima hrane uzorka.

Nakon funkcionalnog profiliranja, tim je otkrio značajno manji broj gena rezistentnih na antibiotike i mucina koji razgrađuju uključujući obogaćivanje pokretnih genetskih elemenata u odnosu na industrijske crijevne mikrobiome. Plus, drevni uzorci bili su raznovrsniji, uključujući desetke dosad nepoznatih vrsta.

Ova studija olakšava otkrivanje i karakterizaciju prethodno neopisanih crijevnih mikroorganizama iz starih mikrobioma i istraživanje evolucijske povijesti mikrobiote crijeva čovjeka putem rekonstrukcije genoma iz paleofecesa, ”, Istaknuli su istraživači u studiji.

Studija je također utvrdila da su paleofeces s dobro očuvanom DNK obilni izvori mikrobnih genoma. Prethodno neopisane mikrobne vrste u drevnom izmetu mogle bi rasvijetliti evolucijsku povijest ljudskih mikrobioma.

Buduće studije potrebne su za bolje razumijevanje ljudskog mikrobioma, koji mogu pomoći u otkrivanju novih tretmana za bolesti poput dijabetesa tipa 1 i drugih autoimunih stanja. Studije bi također mogle pomoći u razvoju pristupa za vraćanje današnjeg mikrobioma crijeva u prvobitno stanje.

• Manjine su znatno nedovoljno zastupljene u kliničkim ispitivanjima raka gušterače
• Da li naljepnice na komercijalnim proizvodima od kefira ispravno prijavljuju mikrobiološku razinu?