Študija ponuja nov vpogled v mikrobiome predindustrijske kmetijske populacije

Nova študija, objavljena ta teden, prikazuje prvi poskus uporabe metod odkrivanja starih bakterij, pionir v študijah preteklih epidemij, za karakterizacijo mikrobne raznolikosti starodavnih črevesnih vsebin iz dveh srednjeveških stranišč.

Ugotovitve dajejo vpogled v mikrobiome predindustrijske kmetijske populacije, ki bi lahko zagotovil prepotreben kontekst za razlago zdravja sodobnih mikrobiomov.

Skozi leta, Znanstveniki so ugotovili, da imajo tisti, ki živijo v industrializiranih družbah, bistveno drugačen mikrobiom v primerjavi s skupnostmi lovcev in nabiralcev po vsem svetu. Od tega, vse več dokazov povezuje spremembe v našem mikrobiomu z mnogimi boleznimi sodobnega industrializiranega sveta, kot je vnetna črevesna bolezen, alergije, in debelost.

Sedanja študija pomaga opredeliti spremembo črevesnih mikrobiomov in poudarja vrednost starih stranišč kot virov bio-molekularnih informacij.

Starodavni črevesni mikrobiomi:raziskovanje črevesja zgodovine

Piers Mitchell z univerze v Cambridgeu se je z analizo nenavadnih substratov specializiral za črevesne vsebine preteklih ljudi. Če pod mikroskopom pogledamo vsebino arheoloških stranišč in izsušenih iztrebkov, on in njegova ekipa sta se veliko naučila o črevesnih parazitih, ki so mučili naše prednike.

"Mikroskopska analiza lahko pokaže jajca parazitskih črvov, ki so živeli v črevesju, vendar so številni mikrobi v črevesju preprosto premajhni, da bi jih videli, "komentira Mitchell." Če želimo ugotoviti, kaj je zdrav mikrobiom za sodobne ljudi, začeti bi morali gledati mikrobiome naših prednikov, ki so živeli pred uporabo antibiotikov, hitra hrana, in druge značilnosti industrializacije. "

Kirsten Bos, specialist za starodavno bakterijsko DNK z Inštituta Max Planck za znanost o človeški zgodovini in sovoditelj študije, je bil najprej skeptičen glede izvedljivosti preiskave vsebine stranišč, ki že dolgo niso v redu.

"Na začetku nismo bili prepričani, ali bodo molekularni podpisi vsebine črevesja preživeli v straniščih več sto let. Mnogi naši uspehi pri iskanju starodavnih bakterij so doslej prihajali iz poapnenih tkiv, kot so kosti in zobni kamen, ki ponujajo zelo različne pogoje ohranjanja. Kljub temu pa "pravi Bos, "Resnično sem upal, da bodo podatki tukaj spremenili mojo perspektivo."

Ekipa je analizirala usedline iz srednjeveških stranišč v Jeruzalemu in Rigi, Latvija iz 14. do 15. stoletja n. Prvi izziv je bil razlikovati bakterije, ki so nekoč tvorile starodavno črevo, od bakterij, ki jih je prineslo okolje, neizogibna posledica dela z arheološkim gradivom.

Raziskovalci so odkrili široko paleto bakterij, arheja, praživali, parazitski črvi, glive in drugi organizmi, vključno s številnimi taksoni, za katere je znano, da naseljujejo črevesje sodobnega človeka.

"Zdi se, da so stranišča res dragocen vir tako za mikroskopske kot molekularne informacije, «zaključuje Bos.

Nobenih sodobnih ujemanj s starodavnimi mikrobiomi

Susanna Sabin, doktorantka MPI-SHH, ki je vodila študijo, primerjal DNK latrine z DNK iz drugih virov, vključno z mikrobiomi iz industrijske in krmne populacije, pa tudi odpadne vode in tla.

"Ugotovili smo, da ima mikrobiom v Jeruzalemu in Rigi nekaj skupnih značilnosti - pokazali so podobnost s sodobnimi mikrobiomi lovilcev in sodobnimi industrijskimi mikrobiomi, bili pa dovolj različni, da so oblikovali svojo edinstveno skupino. Ne poznamo sodobnega vira, ki vsebuje mikrobne vsebine, ki jih vidimo tukaj. "

Uporaba stranišč, kjer se iztrebki mnogih ljudi pomešajo, raziskovalcem omogočil vpogled v mikrobiome celotnih skupnosti brez primere.

Ti WC-ji so nam dali veliko bolj reprezentativne podatke o širši predindustrijski populaciji teh regij, kot bi jih imel posamezen vzorec blata. Združevanje dokazov svetlobne mikroskopije in starodavne analize DNK nam omogoča, da prepoznamo neverjetno raznolikost organizmov, prisotnih v črevesju naših prednikov, ki so živeli pred stoletji. "

Piers Mitchell, Univerza Cambridge

Kljub obljubam tega novega pristopa za raziskovanje mikrobioma, izzivi ostajajo.

"Potrebovali bomo veliko več študij na drugih arheoloških najdiščih in časovnih obdobjih, da bi v celoti razumeli, kako se je mikrobiom sčasoma spreminjal v človeških skupinah, "pravi Bos." Vendar naredili smo ključni korak pri dokazovanju, da lahko obnavljanje DNK starodavne črevesne vsebine iz preteklih stranišč deluje. "

• Tiopurini bi lahko pomagali ustaviti replikacijo virusa pri človeških koronavirusih
• Novo poročilo AGA podrobno opisuje učinkovitost in varnost presaditve fekalne mikrobiote