Undersøgelse giver ny indsigt i mikrobiomerne fra præindustrielle landbrugspopulationer

En ny undersøgelse, der blev offentliggjort i denne uge, demonstrerer et første forsøg på at bruge metoderne til gammel bakteriedetektering, banebrydende inden for undersøgelser af tidligere epidemier, at karakterisere den mikrobielle mangfoldighed af gammelt tarmindhold fra to middelalderlige latriner.

Resultaterne giver indsigt i mikrobiomerne fra præindustrielle landbrugspopulationer, som kan give en tiltrængt kontekst til fortolkning af moderne mikrobiomers sundhed.

I årenes løb, forskere har bemærket, at dem, der lever i industrialiserede samfund, har en markant anderledes mikrobiom sammenlignet med jægersamlere i hele verden. Fra dette, en voksende mængde beviser har knyttet ændringer i vores mikrobiom til mange af sygdommene i den moderne industrialiserede verden, såsom inflammatorisk tarmsygdom, allergi, og fedme.

Den nuværende undersøgelse hjælper med at karakterisere ændringen i tarmmikrobiomer og fremhæver værdien af ​​gamle latriner som kilder til biomolekylær information.

Gamle tarmmikrobiomer:udforskning af historiens tarm

Piers Mitchell fra Cambridge University har specialiseret sig i tarmindholdet fra tidligere mennesker gennem analyse af usædvanlige underlag. Ved at se på indholdet af arkæologiske latriner og udtørret afføring under mikroskopet, han og hans team har lært mængder om de tarmparasitter, der plagede vores forfædre.

"Mikroskopisk analyse kan vise æggene fra parasitære orme, der levede i tarmene, men mange mikrober i tarmen er simpelthen for små til at se, "kommenterer Mitchell." Hvis vi skal bestemme, hvad der udgør et sundt mikrobiom for moderne mennesker, vi bør begynde at se på vores forfædres mikrobiomer, der levede før brug af antibiotika, fastfood, og industrialiseringens andre egenskaber. "

Kirsten Bos, en specialist i gammelt bakterielt DNA fra Max Planck Institute for Science of Human History og medleder undersøgelsen, var først skeptisk over for gennemførligheden af ​​at undersøge indholdet af latriner, der længe havde været ude af drift.

"I starten var vi ikke sikre på, om molekylære signaturer af tarmindhold ville overleve i latrinerne i flere hundrede år. Mange af vores succeser med gammel bakteriel genfinding hidtil er kommet fra forkalkede væv som knogler og tandsten, som tilbyder meget forskellige bevaringsbetingelser. Alligevel, "siger Bos, "Jeg håbede virkelig, at dataene her ville ændre mit perspektiv."

Teamet analyserede sediment fra middelalderlige latriner i Jerusalem og Riga, Letland stammer fra det 14.-15. Århundrede e.Kr. Den første udfordring var at skelne bakterier, der engang dannede den gamle tarm fra dem, der blev introduceret af miljøet, en uundgåelig konsekvens af arbejdet med arkæologisk materiale.

Forskerne identificerede en lang række bakterier, Archaea, protozoer, parasitære orme, svampe og andre organismer, herunder mange taxa, der vides at leve i tarmene på moderne mennesker.

"Det ser ud til, at latriner faktisk er værdifulde kilder til både mikroskopisk og molekylær information, "slutter Bos.

Ingen moderne matches til gamle mikrobiomer

Susanna Sabin, en doktorgradsalumn fra MPI-SHH, der var med til at lede undersøgelsen, sammenlignede latrin -DNA'et med dem fra andre kilder, herunder mikrobiomer fra industri- og fourageringspopulationer samt spildevand og jord.

"Vi fandt ud af, at mikrobiomet i Jerusalem og Riga havde nogle fælles egenskaber - de viste lighed med moderne jæger -samler -mikrobiomer og moderne industrielle mikrobiomer, men var forskellige nok til at de dannede deres egen unikke gruppe. Vi kender ikke til en moderne kilde, der rummer det mikrobielle indhold, vi ser her. "

Brug af latriner, hvor mange menneskers afføring blandes sammen, tillod forskerne en hidtil uset indsigt i mikrobiomer i hele lokalsamfund.

Disse latriner gav os meget mere repræsentative oplysninger om den bredere præindustrielle befolkning i disse regioner, end en individuel fækal prøve ville have. Kombination af beviser fra lysmikroskopi og gammel DNA -analyse giver os mulighed for at identificere den fantastiske variation af organismer, der er til stede i tarmen hos vores forfædre, der levede for århundreder siden. "

Piers Mitchell, Cambridge University

På trods af løftet om denne nye tilgang til undersøgelse af mikrobiomet, udfordringer forbliver.

"Vi får brug for mange flere undersøgelser på andre arkæologiske steder og tidsperioder for fuldt ud at forstå, hvordan mikrobiomet ændrede sig i menneskelige grupper over tid, "siger Bos." Dog, vi har taget et vigtigt skridt i at vise, at DNA -genopretning af gamle tarmindhold fra tidligere latriner kan fungere. "

• Thiopuriner kan hjælpe med at stoppe viral replikation i menneskelige coronavirus
• Ny AGA -rapport beskriver effektiviteten og sikkerheden ved fækal mikrobiotatransplantation