Wetenschappers extraheren volledig menselijk genoom uit duizenden jaren oude "kauwgom"

Het lijkt erop dat kauwgom geen nieuwe trend is! Onderzoekers hebben kauwgom gevonden van 5, 700 jaar oud en het heeft aanwijzingen opgeleverd over oud DNA. Een studie met de bevindingen werd gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie . Het is getiteld, “Een 5, 700 jaar oud menselijk genoom en oraal microbioom van gekauwde berkenpek.”

Een team van de Universiteit van Kopenhagen gebruikte een opgegraven stuk kauwgom dat was gekauwd en het menselijk genoom eruit gehaald. De kauwgom werd bereid uit berkenpek en werd gebruikt om op je gemak op te kauwen, speculeerden ze. Volgens experts, dit is de eerste keer dat het hele oude genoom is geëxtraheerd uit een ander opgegraven artefact dan botten.

Artistieke reconstructie van de vrouw die op de berkenpek kauwde. Ze heeft de naam Lola gekregen. Illustratie door Tom Björklund.

Er zijn berichten dat berkenpek in de paleolithische tijd als lijm werd gebruikt. Het is een bruinzwarte gomachtige substantie die wordt gemaakt door de schors van de berkenboom te verhitten. Als het eenmaal afgekoeld is, het moet worden gekauwd om het in het dagelijks gebruik als lijm te kunnen gebruiken. Het kan ook zijn gebruikt als middel tegen kiespijn of een antisepticum, zeggen sommige deskundigen. Het kan ook ter vrije besteding als kauwgom zijn gebruikt, ze voegen toe. Zij schreven, “De oudste voorbeelden van gekauwde pek die in Europa zijn gevonden dateren uit de Mesolithische periode en chemische analyse door gaschromatografie-massaspectrometrie (GC-MS) heeft aangetoond dat veel van hen werden gemaakt van berken ( Betula pendula )”.

De opgraving bij Syltholm, ten oosten van Rødbyhavn in het zuiden van Denemarken werd uitgevoerd door het Museum Lolland-Falster tijdens hun werkzaamheden aan de Fehmarn-tunnel. Theis Jensen, een postdoctorale student aan het Globe Institute werkte aan zijn doctoraat en was onderdeel van de Syltholm-opgravingen. Jensen zei, “Syltholm is volkomen uniek. Bijna alles is verzegeld in modder, wat betekent dat het behoud van organische resten absoluut fenomenaal is.” Hij voegde toe, “Het is de grootste vindplaats uit het Stenen Tijdperk in Denemarken en de archeologische vondsten suggereren dat de mensen die de plek bezetten tot ver in het Neolithicum intensief gebruik maakten van wilde bronnen, dat is de periode waarin landbouw- en gedomesticeerde dieren voor het eerst werden geïntroduceerd in Zuid-Scandinavië.”

Hoofd onderzoeker, Universitair hoofddocent Hannes Schroeder van het Globe Institute, Universiteit van Kopenhagen, zei in een verklaring, “Het is verbazingwekkend om een ​​compleet oud menselijk genoom te hebben gekregen van iets anders dan bot. Wat is meer, we hebben ook DNA teruggevonden van orale microben en verschillende belangrijke menselijke pathogenen, waardoor dit een zeer waardevolle bron van oud DNA is, vooral voor perioden waarin we geen menselijke resten hebben.”

Bij een gedetailleerde blik op het genoom kwamen ze erachter dat de gebruiker van de kauwgom een ​​vrouw was en dat ze meer verwant was aan de jager-verzamelaars die in Midden-Europa woonden dan aan degenen die in de centrale Scandinavische regio's woonden. Ze speculeerden op basis van het genoom dat ze hoogstwaarschijnlijk blauwe ogen had, donker haar en donkere huid. Uit de kauwgom isoleerde het team ook DNA van de plant en dieren die ermee in contact zijn geweest. Ze vonden specifiek eend en hazelnoten die het vrouwtje vóór of rond het kauwen van de kauwgom had kunnen consumeren, speculeerden ze.

Vervolgens keken de onderzoekers naar het genoom van de microben die in de kauwgom werden gevonden. Dit waren waarschijnlijk het genoom van de microbiota, commensale organismen en opportunistische bacteriën van de mond en het maagdarmkanaal van de vrouw die erop kauwde. Schroeder legde uit, “De bewaring is ongelooflijk goed, en we zijn erin geslaagd om veel verschillende bacteriesoorten te extraheren die kenmerkend zijn voor een oraal microbioom. Onze voorouders leefden in een andere omgeving en hadden een andere levensstijl en dieet, en het is daarom interessant om uit te zoeken hoe dit tot uiting komt in hun microbioom.” Een van de gevonden microbiële genen zou van het Epstein-Barr-virus zijn, hij voegde toe. Ze schrijven ook dat ze fokken, “ Neisseria subflava en Rothia mucilaginosa , evenals verschillende bacteriën in het rode complex (d.w.z. Porphyromonas gingivalis , Tannerella forsythia , en Treponema denticola )”. Schroeder zei ook:"Het kan ons helpen begrijpen hoe ziekteverwekkers zich in de loop van de tijd hebben ontwikkeld en verspreid, en wat ze bijzonder virulent maakt in een bepaalde omgeving. Tegelijkertijd, het kan helpen voorspellen hoe een ziekteverwekker zich in de toekomst zal gedragen, en hoe het kan worden ingeperkt of uitgeroeid.”

Het team concludeerde dat "stukjes gekauwde berkenpek een uitstekende bron zijn van oud menselijk en niet-menselijk DNA. Tijdens het kauwen, het DNA komt vast te zitten in de pek waar het wordt bewaard vanwege de aseptische en hydrofobe eigenschappen van de pek die zowel microbieel als chemisch verval tegengaat.” Ze schreven verder, “De genomische informatie bewaard in gekauwde stukjes berkenpek biedt een momentopname van het leven van mensen, het verstrekken van informatie over genetische afkomst, fenotype, gezondheidsstatus, en zelfs levensonderhoud. In aanvulling, het microbiële DNA geeft informatie over de samenstelling van ons voorouderlijke orale microbioom en de evolutie van specifieke orale microben en belangrijke menselijke pathogenen.”

Deze studie werd gefinancierd door de Villum Foundation en het EU-onderzoeksprogramma Horizon 2020 via de Marie Curie-acties.

• ACS' speciale uitgave belicht de belangrijkste onderzoekstrends en belangrijke ontwikkelingen in de chemie
• Verschillende mutaties in een enkel gen kunnen talloze effecten hebben op de gezondheid van een persoon