Die Ergebnisse liefern Einblicke in das Mikrobiom vorindustrieller landwirtschaftlicher Populationen, die einen dringend benötigten Kontext für die Interpretation der Gesundheit moderner Mikrobiome bieten können.
Über die Jahre, Wissenschaftler haben festgestellt, dass Menschen, die in industrialisierten Gesellschaften leben, ein deutlich anderes Mikrobiom haben als Jäger-Sammler-Gemeinschaften auf der ganzen Welt. Davon, eine wachsende Zahl von Beweisen hat Veränderungen in unserem Mikrobiom mit vielen der Krankheiten der modernen industrialisierten Welt in Verbindung gebracht, wie entzündliche Darmerkrankungen, Allergien, und Fettleibigkeit.
Die aktuelle Studie hilft, die Veränderung des Darmmikrobioms zu charakterisieren und unterstreicht den Wert alter Latrinen als Quellen biomolekularer Informationen.
Piers Mitchell von der Cambridge University hat sich durch die Analyse ungewöhnlicher Substrate auf den Darminhalt früherer Menschen spezialisiert. Betrachtet man den Inhalt archäologischer Latrinen und getrockneten Kot unter dem Mikroskop, er und sein Team haben Bände über die Darmparasiten erfahren, die unsere Vorfahren geplagt haben.
"Die mikroskopische Analyse kann die Eier von parasitären Würmern zeigen, die im Darm lebten, aber viele Mikroben im Darm sind einfach zu klein, um sie zu sehen, " kommentiert Mitchell. "Wenn wir herausfinden wollen, was ein gesundes Mikrobiom für den modernen Menschen ausmacht, wir sollten anfangen, uns die Mikrobiome unserer Vorfahren anzusehen, die vor dem Einsatz von Antibiotika lebten, Fastfood, und die anderen Insignien der Industrialisierung."
Kirsten Bos, ein Spezialist für antike bakterielle DNA vom Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte und Co-Leiter der Studie, war zunächst skeptisch, ob es möglich sei, den Inhalt von Latrinen zu untersuchen, die längst außer Betrieb waren.
„Anfangs waren wir uns nicht sicher, ob die molekularen Signaturen des Darminhalts in den Latrinen über Hunderte von Jahren überleben würden. Viele unserer bisherigen Erfolge bei der Wiedergewinnung alter Bakterien stammen von verkalkten Geweben wie Knochen und Zahnstein. die sehr unterschiedliche Konservierungsbedingungen bieten. Nichtsdestotrotz, " sagt Bos, "Ich hatte wirklich gehofft, dass die Daten hier meine Perspektive ändern würden."
Das Team analysierte Sedimente aus mittelalterlichen Latrinen in Jerusalem und Riga, Lettland aus dem 14.-15. Jahrhundert n. Chr. Die erste Herausforderung bestand darin, Bakterien, die einst den alten Darm bildeten, von denen zu unterscheiden, die von der Umwelt eingeführt wurden. eine unvermeidliche Folge der Arbeit mit archäologischem Material.
Die Forscher identifizierten eine Vielzahl von Bakterien, Archaeen, Protozoen, Parasitäre Würmer, Pilze und andere Organismen, einschließlich vieler Taxa, von denen bekannt ist, dass sie den Darm des modernen Menschen bewohnen.
„Es scheint, dass Latrinen tatsächlich wertvolle Quellen sowohl für mikroskopische als auch für molekulare Informationen sind, “ schließt Bos.
Susanna Sabin, eine Doktoranden-Alumna des MPI-SHH, die die Studie mitgeleitet hat, verglichen die Latrine-DNA mit denen aus anderen Quellen, einschließlich Mikrobiome aus Industrie- und Nahrungspopulationen, sowie Abwasser und Boden.
„Wir fanden heraus, dass das Mikrobiom in Jerusalem und Riga einige gemeinsame Merkmale aufwies – sie zeigten Ähnlichkeit mit modernen Jäger-Sammler-Mikrobiomen und modernen industriellen Mikrobiomen. aber waren verschieden genug, dass sie ihre eigene einzigartige Gruppe bildeten. Wir kennen keine moderne Quelle, die den mikrobiellen Inhalt enthält, den wir hier sehen."
Die Benutzung von Latrinen, wo der Kot vieler Menschen vermischt wird, ermöglichten den Forschern beispiellose Einblicke in das Mikrobiom ganzer Gemeinschaften.
Diese Latrinen gaben uns viel repräsentativere Informationen über die breitere vorindustrielle Bevölkerung dieser Regionen, als es eine einzelne Kotprobe hätte. Die Kombination von Beweisen aus Lichtmikroskopie und uralter DNA-Analyse ermöglicht es uns, die erstaunliche Vielfalt von Organismen zu identifizieren, die im Darm unserer Vorfahren, die vor Jahrhunderten lebten, vorhanden sind."
Piers Mitchell, Universität von Cambridge
Trotz des Versprechens dieses neuen Ansatzes zur Erforschung des Mikrobioms, Herausforderungen bleiben.
„Wir werden noch viele weitere Studien an anderen archäologischen Stätten und Zeiträumen brauchen, um vollständig zu verstehen, wie sich das Mikrobiom in menschlichen Gruppen im Laufe der Zeit verändert hat. " sagt Bos. "Aber Wir haben einen wichtigen Schritt unternommen, um zu zeigen, dass die DNA-Wiederherstellung von altem Darminhalt aus früheren Latrinen funktionieren kann."
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