Wëssenschaftler fannen dramatesch Differenzen tëscht antike Darmmikrobiomen a modernen Mikroben

Wëssenschaftler sammelen séier Beweiser datt Varianten vun Darmmikrobiomen, d'Kollektiounen vu Bakterien an aner Mikroben an eise Verdauungssystemer, kann schiedlech Rollen bei Diabetis an aner Krankheeten spillen. Elo hunn d'Wëssenschaftler vum Joslin Diabetes Center dramatesch Differenzen tëscht Darmmikrobiome vun antike Nordamerikanesche Leit a modernen Mikrobiome fonnt, bitt nei Beweiser fir wéi dës Mikroben sech mat verschiddenen Diaken entwéckele kënnen.

D'Wëssenschaftler analyséiert mikrobiell DNA fonnt an indigenen mënschleche Paleofeces (desiccated Excrement) aus ongewéinlech trockenen Höhlen am Utah an nërdlechen Mexiko mat extrem héijen Niveaue vu genomesche Sequenzen, seet den Joslin Assistent Ermëttler Aleksandar Kostic, Dokteraarbecht, Senior Auteur vun a Natur Pabeier deen d'Aarbecht presentéiert.

Genomesch Analyse méi breet an déif auszeféieren wéi fréier Studien iwwer antike mënschlech Darmmikrobiome, d'Studie war déi éischt fir nei Aarte vu Mikroben an de Proben opzeweisen, seet Kostic, deen och en Assistent Professer fir Mikrobiologie an der Harvard Medical School ass.

A fréiere Studie vu Kanner a Finnland a Russland, De Kostic a seng Kollegen hu gewisen datt Kanner an industrialiséierte Regiounen, déi vill méi wahrscheinlech den Typ 1 Diabetis haten wéi déi an net-industrialiséierte Beräicher, haten och ganz verschidde Guttmikrobiome.

Mir konnte spezifesch Mikroben a mikrobiell Produkter identifizéieren, déi mir gleewen eng richteg Immunausbildung am fréie Liewen behënnert ze hunn, An dëst féiert méi spéit zu méi héije Virfäll vun net nëmmen Typ 1 Diabetis, awer aner autoimmun an allergesch Krankheeten. "

Aleksandar Kostic, Dokteraarbecht, Senior Auteur

Also wéi géif e gesonde mënschleche Mikrobiom ausgesi virun den Effekter vun der Industrialiséierung? "Ech sinn iwwerzeegt datt Dir dës Fro net mat alle modernen liewege Leit beäntwere kënnt, "seet de Kostic, dee weist datt souguer Stämme an extrem ofgeleeën Regiounen vun der Amazon de Covid-19 opdroen.

Steven LeBlanc, en Archeolog fréier mam Harvard Peabody Museum fir Archeologie an Ethnologie, koum op Kostic mat enger dramatescher alternativ Quell:mikrobiell DNA fonnt a mënschleche Paleofeces Proben, déi Muséeën aus ariden Ëmfeld am Nordamerikanesche Südwesten gesammelt hunn.

De Kostic an de Graduéierter Student Marsha Wibowo hunn d'Erausfuerderung iwwerholl, schlussendlech vergläicht d'DNA aus aacht aussergewéinlech gutt konservéiert antike Darmproben aus dréchen Höhlen (e puer datéiert schonn am éischte Joerhonnert vun der aktueller Ära) mat DNA an 789 modernen Proben. E bësse méi wéi d'Halschent vun de modernen Proben ware vu Leit op industrialiséierter "westlecher" Diät an de Rescht vu Leit, déi net-industrialiséiert Liewensmëttel konsuméieren (meeschtens an hiren eegene Gemeinschaften ugebaut).

D'Ënnerscheeder tëscht Mikrobiom Populatiounen waren opfälleg. Zum Beispill, eng Bakterie bekannt als Treponema succinifaciens "ass net an engem eenzege westleche Mikrobiom dee mir analyséiert hunn, awer et ass an all eenzel vun den aacht antike Mikrobiome, "Seet Kostic. Déi antike Mikrobiome passen méi no mat modernen net-industriellen Mikrobiome.

Opfallend, De Wibowo huet festgestallt datt bal 40% vun den antike mikrobiellen Aarte nach ni gesinn goufen. Wat kéint dës héich genetesch Variabilitéit erklären?

"An antike Kulturen, d'Liewensmëttel, déi Dir iesst, si ganz divers a kënnen eng méi eklektesch Sammlung vu Mikroben ënnerstëtzen, "Kostic spekuléiert." Awer wéi Dir Richtung Industrialiséierung a méi vun enger Epicerie geet, Dir verléiert vill Nährstoffer déi hëllefen e méi diversen Mikrobiom z'ënnerstëtzen. "

Déi antik Mikrobiome haten och relativ méi héich Zuelen wéi déi modern industriell Mikrobiome vun Transposasen (transposéierbar Elementer vun DNA Sequenzen déi d'Location am Genom kënne veränneren).

"Mir mengen datt dëst eng Strategie kéint sinn fir d'Mikroben unzepassen an engem Ëmfeld dat vill méi verännert wéi de modernen industrialiséierte Mikrobiom, wou mir déiselwecht Saachen iessen a datselwecht Liewen méi oder manner d'ganzt Joer liewen, "Kostic seet." Wärend an engem méi traditionnelle Ëmfeld, Saachen änneren a Mikroben mussen upassen. Si benotze vläicht dës vill méi grouss Sammlung vun Transposasen fir Genen z'erreechen an ze sammelen déi hinnen hëllefe sech un déi verschidden Ëmfeld unzepassen. "

Ausserdeem, déi antik mikrobiell Populatiounen hunn manner Genen integréiert am Zesummenhang mat Antibiotikaresistenz. Déi antike Proben hunn och méi niddereg Unzuel u Genen, déi Proteine ​​produzéieren, déi d'Darmschleimschicht degradéieren, déi dann Entzündung produzéiere kann, déi mat verschiddene Krankheeten verbonnen ass.

Zousätzlech, d'Aarbecht kann Liicht op eng wëssenschaftlech Kontroverse werfen ob Populatiounen vun Darmmikrober vertikal vun der Generatioun op d'Generatioun vu Mënschen iwwerdroe ginn, oder evoluéieren haaptsächlech aus Ëmfeld.

Wann Dir d'Linn vun de gemeinsame Bakterien Methanobrevibacter smithii an den ale Proben kuckt, si hu fonnt datt hir Evolutioun konsequent war mat engem gemeinsame Vorfahrenstamm, dat ongeféier datéiert gouf wéi d'Mënschen als éischt iwwer d'Beringstrooss an Nordamerika migréiert sinn. "Dës Mikroben, sou wéi eisen eegene Genom, hu mat eis gereest, "Seet de Kostic.

De Fuerschungsprojet huet ugefaang mat der Bedierfnes fir onkontaminéiert mënschlech Paleofeces Proben z'identifizéieren déi an ongewéinlech gudden Zoustand konservéiert waren. "Wa mir dës Genome rekonstruéiert hunn, mir hu probéiert ganz konservativ ze sinn, "Seet de Wibowo.

Zousätzlech zu Kuelestoff-14 daten, d'Wëssenschaftler hunn Diätanalysen an aner Methode benotzt fir ze validéieren datt déi ausgewielte Proben tatsächlech mënschlech waren an net kontaminéiert vum Buedem oder vun aneren Déieren wéi Hënn, hat seet. D'Enquêteuren hunn och bestätegt datt déi gewielte Proben d'Muster vum Zerfall ugewise hunn, déi all DNA bekannt ass mat der Zäit ze weisen.

D'Team huet vill méi déif Sequenzen vun DNA gemaach wéi dat wat a fréiere Efforten erreecht gouf, op d'mannst 100 Millioune Liesen, mat 400 Millioune Liesunge vun DNA fir ee Probe.

Ee Kollaborateur, Den Anthropolog Meradeth Snow, Dokteraarbecht, vun der University of Montana zu Missoula, huet eng Initiativ gefouert fir Perspektiven iwwer d'Aarbecht vun Indianer Naturvölker Gemeinschaften an der Südweste Regioun ze kréien. "Mir erkennen a schätzen déi Leit, deenen hir Genetik a Mikroben fir dës Fuerschung analyséiert goufen, souwéi haiteg Individuen mat assoziéierten geneteschen oder kulturelle Patrimoine, "betount d'Studie.

D'Fuerscher plangen hir Studien op vill aner antike Mikrobiome Proben auszebauen, zielt nei mikrobiell Aarten z'entdecken a probéiert hir metabolesch Funktiounen virauszesoen. De Kostic ass faszinéiert vun der Méiglechkeet fir dës al Mikroben am Labo erëmbeliewen, andeems en antike Genome an déi nootste lieweg Bakterienaarten aginn. "Wa mir se am Labo kënne wuessen, mir kënnen d'Physiologie vun dëse Mikroben vill verstoen, vill besser, " hie seet.

De LeBlanc huet dem Joslin Enquêteuren gehollef Kollaborateuren ze sammelen, schlussendlech vun enger Dosen Institutiounen rekrutéiert. Ënnert de wichtege Bäiträg, Dem Montana säin Dr Snow huet d'Extraktioun an d'Virbereedung vun der aler DNA gefouert, an dem Harvard seng Christina Warinner, Dokteraarbecht, huet hir Expertise iwwer dat aalt mënschlecht Mikrobiom ugebueden. "Et war erstaunlech fir vun all dëse genialen Kollaborateuren ze léieren, "Seet de Wibowo." Et brauch wierklech en Duerf. "

• Berichten Etiketten op kommerzielle Kefir Produkter mikrobiell Niveauen korrekt?
• Studie:Bakteriell Koloniséierung vun de Puppelchen Nerv geschitt net virun der Gebuert