Wat kan oude uitwerpselen ons vertellen over de evolutie van het menselijke darmmicrobioom?

Oude microbiota-informatie vertegenwoordigt een essentiële bron om bacteriële evolutie te bestuderen en de biologische verspreiding van chronische ziekten door de geschiedenis heen te onderzoeken.

Een internationaal team van onderzoekers analyseerde microbieel DNA gevonden in inheemse menselijke paleofeces (uitgedroogde uitwerpselen) van droge grotten in het noorden van Mexico en Utah. Ze ontdekten dat het oude menselijke darmmicrobioom vergelijkbaar is met dat van moderne mensen uit niet-geïndustrialiseerde populaties.

De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Natuur, is de eerste die nieuwe soorten microben in de specimens onthult.

Studie:reconstructie van oude microbiële genomen uit de menselijke darm. Afbeelding tegoed:Design_Cells / Shutterstock

Oud microbioom

Het lichaam zit vol met kolonies van onschadelijke bacteriën, schimmels, en virussen die het microbioom worden genoemd. Deze soorten zijn gunstig voor het lichaam, het helpen van de natuurlijke processen van het lichaam. Er zijn meer dan 400 soorten bacteriën die deel uitmaken van het darmmicrobioom, helpen bij het verteren van voedsel, schadelijke ziekteverwekkers af te weren, en vitamines synthetiseren.

Eerdere studies hebben opgemerkt dat het darmmicrobioom zelfs bij oude mensen aanwezig was. Dit betekent dat het onderzoeken van de inhoud van de darmbacteriën van oude mensen nieuwe kennis kan opleveren, niet alleen over hun dieet, maar ook over hoe ze ziekten hebben afgeweerd.

Gezondheidsexperts hebben ook het darmmicrobioom van mensen uit geïndustrialiseerde en niet-geïndustrialiseerde regio's vergeleken.

Eerdere studies van kinderen in Rusland en Finland toonden aan dat kinderen in geïndustrialiseerde regio's meer kans hadden om diabetes type 1 te ontwikkelen in vergelijking met kinderen in niet-geïndustrialiseerde gebieden.

Deze twee groepen kinderen hadden een zeer divers darmmicrobioom, benadrukkend dat degenen die in geïndustrialiseerde gebieden wonen, de kinderen lopen een hoger risico om niet alleen diabetes type 1 te ontwikkelen, maar ook andere auto-immuun- en allergische ziekten.

Reconstructie van het oude menselijke darmmicrobioom

Het team reconstrueerde oude microbiële genomen met behulp van een set van acht paleofeces van 1, 000 jaar tot 2, 000 jaar oud ontdekt in het zuidwesten van de VS en Mexico. Vanaf daar, ze vergeleken de oude darmmicroben met moderne monsters van zowel geïndustrialiseerde als niet-geïndustrialiseerde populaties.

In totaal, de onderzoekers reconstrueerden 498 microbiële genomen en concludeerden dat 818 van oude individuen waren. Van deze, In de andere monsters was 39 procent niet eerder aangetroffen.

De analyses waren mogelijk dankzij het buitengewone behoud van de paleofeces, het gebruik van oude deoxyribonucleïnezuur (aDNA) extractiemethoden voor oude ontlasting, hoge sequentiëringsdiepte, en de vooruitgang in de novo-methodologie voor genoomreconstructie.

Vergeleken met 789 huidige menselijke darmmicrobioommonsters uit acht landen, de paleofeces-monsters leken meer op niet-geïndustrialiseerde dan geïndustrialiseerde menselijke darmmicrobiomen.

Sommige van de voedselstukken die in de monsters werden gevonden, bevestigden dat het dieet van de oude mensen bonen en maïs omvatte, wat typerend is voor vroege Noord-Amerikaanse boeren. Op de site van Utah, het team vond een meer eclectische, vezelrijk hongersnooddieet, inclusief rijstgras, Peer, en sprinkhanen in de voedselstukken van het monster.

Na functionele profilering, het team vond een significant lagere hoeveelheid antibiotica-resistentie en mucine-afbrekende genen, inclusief de verrijking van mobiele genetische elementen ten opzichte van industriële darmmicrobiomen. Plus, de oude monsters waren meer divers, waaronder tientallen voorheen onbekende soorten.

Deze studie vergemakkelijkt de ontdekking en karakterisering van voorheen onbeschreven darmmicro-organismen uit oude microbiomen en het onderzoek van de evolutionaire geschiedenis van de menselijke darmmicrobiota door middel van genoomreconstructie van paleofeces, ' merkten de onderzoekers op in het onderzoek.

De studie stelde ook vast dat paleofeces met goed bewaard DNA overvloedige bronnen van microbiële genomen zijn. De voorheen onbeschreven microbiële soorten in de oude ontlasting kunnen licht werpen op de evolutionaire geschiedenis van menselijke microbiomen.

Toekomstige studies zijn nodig om een ​​beter begrip te krijgen van het menselijk microbioom, die kunnen helpen bij het ontdekken van nieuwe behandelingen voor ziekten zoals type 1 diabetes en andere auto-immuunziekten. De studies kunnen ook helpen bij het ontwikkelen van benaderingen om het huidige darmmicrobioom in zijn voorouderlijke staat te herstellen.

• Minderheden substantieel ondervertegenwoordigd in klinische onderzoeken naar pancreaskanker
• Vermelden etiketten op commerciële kefirproducten de microbiële niveaus correct?