Studier gir ny innsikt i mikrobiomene til pre-industrielle landbrukspopulasjoner

En ny studie publisert denne uken viser et første forsøk på å bruke metodene for gammel bakteriell deteksjon, pioner i studier av tidligere epidemier, å karakterisere det mikrobielle mangfoldet av gammelt tarminnhold fra to middelalderske latriner.

Funnene gir innsikt i mikrobiomene til pre-industrielle landbrukspopulasjoner, som kan gi en nødvendig kontekst for å tolke helsen til moderne mikrobiomer.

I løpet av årene, forskere har bemerket at de som lever i industrialiserte samfunn har et spesielt annerledes mikrobiom sammenlignet med jeger-samlermiljøer rundt om i verden. Fra dette, en økende mengde bevis har knyttet endringer i vårt mikrobiom til mange av sykdommene i den moderne industrialiserte verden, som inflammatorisk tarmsykdom, allergi, og fedme.

Den nåværende studien bidrar til å karakterisere endringen i tarmmikrobiomer og fremhever verdien av gamle latriner som kilder til biomolekylær informasjon.

Gamle tarmmikrobiomer:utforske historiens tarm

Piers Mitchell fra Cambridge University spesialiserer seg på tarminnholdet til tidligere mennesker gjennom analyse av uvanlige underlag. Ved å se på innholdet i arkeologiske latriner og uttørket avføring under mikroskopet, han og teamet hans har lært volumer om tarmparasittene som plaget våre forfedre.

"Mikroskopisk analyse kan vise eggene til parasittormene som bodde i tarmen, men mange mikrober i tarmen er rett og slett for små til å se, "kommenterer Mitchell." Hvis vi skal finne ut hva som er et sunt mikrobiom for moderne mennesker, vi bør begynne å se på mikrobiomene til våre forfedre som levde før antibiotikabruk, hurtigmat, og andre egenskaper ved industrialiseringen. "

Kirsten Bos, en spesialist i gammelt bakterielt DNA fra Max Planck Institute for Science of Human History og medleder studien, var først skeptisk til muligheten for å undersøke innholdet i latriner som lenge hadde vært ute av drift.

"I begynnelsen var vi ikke sikre på om molekylære signaturer av tarminnhold ville overleve i latriner over hundrevis av år. Mange av våre suksesser med gammel bakteriell gjenfinning så langt har kommet fra forkalkede vev som bein og tannkalkulus, som tilbyr svært forskjellige bevaringsforhold. Likevel, "sier Bos, "Jeg håpet virkelig at dataene her ville endre perspektivet mitt."

Teamet analyserte sediment fra middelalderske latriner i Jerusalem og Riga, Latvia fra 1300- til 1400-tallet e.Kr. Den første utfordringen var å skille bakterier som en gang dannet den gamle tarmen fra de som ble introdusert av miljøet, en uunngåelig konsekvens av arbeidet med arkeologisk materiale.

Forskerne identifiserte et bredt spekter av bakterier, archaea, protozoer, parasittiske ormer, sopp og andre organismer, inkludert mange taxa som er kjent for å bo i tarmen til moderne mennesker.

"Det ser ut til at latriner faktisk er verdifulle kilder for både mikroskopisk og molekylær informasjon, "avslutter Bos.

Ingen moderne treff for gamle mikrobiomer

Susanna Sabin, en doktorgradsstudent fra MPI-SHH som ledet studien, sammenlignet latrin -DNA med de fra andre kilder, inkludert mikrobiomer fra industri- og foringspopulasjoner, samt avløpsvann og jord.

"Vi fant ut at mikrobiomet i Jerusalem og Riga hadde noen felles egenskaper - de viste likhet med moderne jegerinnsamlermikrobiomer og moderne industrielle mikrobiomer, men var forskjellige nok til at de dannet sin egen unike gruppe. Vi vet ikke om en moderne kilde som inneholder det mikrobielle innholdet vi ser her. "

Bruk av latriner, hvor avføringen til mange mennesker blandes sammen, tillot forskerne en enestående innsikt i mikrobiomene i hele lokalsamfunn.

Disse latrinene ga oss mye mer representativ informasjon om den bredere førindustrielle befolkningen i disse regionene enn en individuell fekal prøve ville ha. Ved å kombinere bevis fra lysmikroskopi og gammel DNA -analyse kan vi identifisere den fantastiske variasjonen av organismer som er tilstede i tarmen til våre forfedre som levde for århundrer siden. "

Piers Mitchell, Cambridge University

Til tross for løftet om denne nye tilnærmingen for å undersøke mikrobiomet, utfordringene gjenstår.

"Vi trenger mange flere studier på andre arkeologiske steder og tidsperioder for å forstå hvordan mikrobiomet forandret seg i menneskelige grupper over tid, "sier Bos." Imidlertid, Vi har tatt et sentralt skritt for å vise at DNA -gjenvinning av gammelt tarminnhold fra tidligere latriner kan fungere. "

• Tiopuriner kan hjelpe til med å stoppe virusreplikasjon hos menneskelige koronavirus
• Ny AGA -rapport beskriver effektivitet og sikkerhet ved fekal mikrobiottransplantasjon