Ką senovės išmatos gali mums pasakyti apie žmogaus žarnyno mikrobiomos evoliuciją?

Senovės informacija apie mikrobiotą yra gyvybiškai svarbus išteklius tyrinėti bakterijų evoliuciją ir ištirti biologinį lėtinių ligų plitimą per visą istoriją.

Tarptautinė tyrėjų komanda išanalizavo mikrobų DNR, rastą vietiniuose žmogaus paleofekuose (išdžiūvusiuose ekskrementuose) iš sausų urvų Šiaurės Meksikoje ir Jutoje. Jie nustatė, kad senovinis žmogaus žarnyno mikrobiomas yra panašus į šiuolaikinių žmonių iš nepramoninių gyventojų.

Tyrimas, paskelbta žurnale Gamta, yra pirmasis, kuris mėginiuose atskleidė naujas mikrobų rūšis.

Tyrimas:senųjų mikrobų genomų iš žmogaus žarnyno atstatymas. Vaizdo kreditas:„Design_Cells“ / „Shutterstock“

Senovinis mikrobiomas

Kūnas pilnas nekenksmingų bakterijų kolonijų, grybai, ir virusai, vadinami mikrobioma. Šios rūšys yra naudingos organizmui, padeda organizmo natūraliems procesams. Žarnyno mikrobiomą sudaro daugiau nei 400 rūšių bakterijų, padeda virškinti maistą, apsaugoti nuo kenksmingų patogenų, ir sintezuoja vitaminus.

Ankstesni tyrimai parodė, kad žarnyno mikrobiomas buvo net senovėje. Tai reiškia, kad senovės žmonių žarnyno bakterijų turinio tyrimas gali suteikti naujų žinių ne tik apie jų mitybą, bet ir apie tai, kaip jie apsisaugojo nuo ligų.

Sveikatos ekspertai taip pat palygino žmonių iš pramoninių ir nepramoninių regionų žarnyno mikrobiomą.

Ankstesni Rusijos ir Suomijos vaikų tyrimai parodė, kad išsivysčiusiuose regionuose gyvenantys vaikai labiau linkę susirgti 1 tipo cukriniu diabetu, palyginti su ne pramoninėmis vietovėmis.

Šios dvi vaikų grupės turėjo labai skirtingą žarnyno mikrobiomą, pabrėžiant, kad tie, kurie gyvena pramoninėse vietovėse, vaikams yra didesnė rizika susirgti ne tik 1 tipo cukriniu diabetu, bet ir kitomis autoimuninėmis bei alerginėmis ligomis.

Atkuria senovinį žmogaus žarnyno mikrobiomą

Komanda rekonstravo senovinius mikrobų genomus, naudodama aštuonių paleofekų rinkinį iš 1, 000 metų iki 2, 000 metų atrasta JAV ir Meksikos pietvakariuose. Iš ten, jie palygino senovės žarnyno mikrobus su šiuolaikiniais tiek pramoninių, tiek nepramoninių populiacijų mėginiais.

Iš viso, tyrėjai rekonstravo 498 mikrobų genomus ir padarė išvadą, kad 818 buvo iš senovės individų. Iš jų, Kituose mėginiuose anksčiau nebuvo rasta 39 proc.

Analizė buvo įmanoma dėl nepaprastai išsaugotų paleofekų, senovės dezoksiribonukleorūgšties (aDNR) ekstrahavimo metodų naudojimas senosioms išmatoms, didelis sekos gylis, ir de novo genomo atstatymo metodikos pažanga.

Palyginti su 789 dabartiniais žmogaus žarnyno mikrobiomų mėginiais iš aštuonių šalių, paleofeces mėginiai buvo labiau panašūs į nepramoninius nei į pramoninius žmogaus žarnyno mikrobiomus.

Kai kurie mėginiuose rasti maisto produktai patvirtino, kad senovės žmonių mityboje buvo pupelių ir kukurūzų, kas būdinga ankstyviesiems Šiaurės Amerikos ūkininkams. Jutos svetainėje, komanda rado eklektiškesnę, bado dieta, turinti daug skaidulų, įskaitant ryžių žolę, kriaušė, ir žiogų mėginio maisto gabaluose.

Po funkcinio profiliavimo, komanda nustatė žymiai mažesnį atsparumo antibiotikams ir muciną ardančių genų gausą, įskaitant mobiliųjų genetinių elementų praturtinimą, palyginti su pramoninėmis žarnyno mikrobiomomis. Be to, senovės pavyzdžiai buvo įvairesni, įskaitant dešimtis anksčiau nežinomų rūšių.

Šis tyrimas padeda atrasti ir apibūdinti anksčiau neapibūdintus žarnyno mikroorganizmus iš senovės mikrobiomų ir ištirti žmogaus žarnyno mikrobiotos evoliucijos istoriją per genomo rekonstrukciją iš paleofektų, “ - pažymėjo tyrėjai.

Tyrimas taip pat nustatė, kad paleofeces su gerai išsaugota DNR yra gausūs mikrobų genomų šaltiniai. Anksčiau neaprašytos mikrobų rūšys senosiose išmatose gali parodyti žmogaus mikrobiomų evoliucijos istoriją.

Norint geriau suprasti žmogaus mikrobiomą, reikalingi būsimi tyrimai. kurie gali padėti atrasti naujus ligų, tokių kaip 1 tipo diabetas ir kitos autoimuninės ligos, gydymo būdus. Tyrimai taip pat gali padėti sukurti metodus, kaip atkurti dabartinę žarnyno mikrobiomą į protėvių būklę.

• Kasos vėžio klinikiniuose tyrimuose mažumos iš esmės nepakankamai atstovaujamos
• Ar komercinių kefyro produktų etiketėse teisingai nurodomas mikrobų kiekis?