Studien ger ny inblick i mikrobiomerna från förindustriella jordbrukspopulationer

En ny studie som publicerades i veckan visar ett första försök att använda metoderna för gammal bakteriedetektering, pionjär inom studier av tidigare epidemier, för att karakterisera den mikrobiella mångfalden av gamla tarminnehåll från två medeltida latriner.

Resultaten ger insikter i mikrobiomerna från förindustriella jordbrukspopulationer, vilket kan ge ett välbehövligt sammanhang för att tolka moderna mikrobiomers hälsa.

Över åren, forskare har noterat att de som lever i industrialiserade samhällen har en avsevärt annorlunda mikrobiom jämfört med jägare-samlare i världen. Från detta, en växande mängd bevis har kopplat förändringar i vårt mikrobiom till många av sjukdomarna i den moderna industrialiserade världen, såsom inflammatorisk tarmsjukdom, allergier, och fetma.

Den aktuella studien hjälper till att karakterisera förändringen i tarmmikrobiomer och belyser värdet av gamla latriner som källor till biomolekylär information.

Forntida tarmmikrobiomer:utforska historiens tarmar

Piers Mitchell från Cambridge University specialiserar sig på tarminnehållet hos tidigare människor genom analys av ovanliga substrat. Genom att titta på innehållet i arkeologiska latriner och uttorkad avföring under mikroskopet, han och hans team har lärt sig mängder om de tarmparasiter som plågade våra förfäder.

"Mikroskopisk analys kan visa ägg från parasitmaskar som levde i tarmarna, men många mikrober i tarmen är helt enkelt för små för att se, "kommenterar Mitchell." Om vi ​​ska bestämma vad som utgör ett hälsosamt mikrobiom för moderna människor, vi bör börja titta på mikrobiomerna hos våra förfäder som levde före antibiotikaanvändning, snabbmat, och industrialiseringens andra egenskaper. "

Kirsten Bos, en specialist på gammalt bakteriellt DNA från Max Planck Institute for Science of Human History och medledare av studien, var först skeptisk till om det var möjligt att undersöka innehållet i latriner som länge varit ur funktion.

"Inledningsvis var vi inte säkra på om molekylära signaturer av tarminnehåll skulle överleva i latrinerna under hundratals år. Många av våra framgångar med gammal bakteriell återhämtning har hittills kommit från förkalkade vävnader som ben och tandkalkyl, som erbjuder mycket olika bevarandeförhållanden. Ändå, säger Bos, "Jag hoppades verkligen att uppgifterna här skulle förändra mitt perspektiv."

Teamet analyserade sediment från medeltida latriner i Jerusalem och Riga, Lettland från 1300--1500-talet e.Kr. Den första utmaningen var att skilja bakterier som en gång bildade den gamla tarmen från de som introducerades av miljön, en oundviklig följd av att arbeta med arkeologiskt material.

Forskarna identifierade ett brett spektrum av bakterier, archaea, protozoer, parasitmaskar, svampar och andra organismer, inklusive många taxa som är kända för att leva i tarmarna hos moderna människor.

"Det verkar som om latriner verkligen är värdefulla källor för både mikroskopisk och molekylär information, "avslutar Bos.

Inga moderna matcher för gamla mikrobiomer

Susanna Sabin, en doktorand från MPI-SHH som ledde studien, jämförde latrin -DNA med dem från andra källor, inklusive mikrobiomer från industri- och foderpopulationer, samt avloppsvatten och jord.

"Vi fann att mikrobiomen i Jerusalem och Riga hade några gemensamma egenskaper - de visade likhet med moderna jägarsamlare och moderna industriella mikrobiomer, men var så olika att de bildade sin egen unika grupp. Vi känner inte till en modern källa som innehåller det mikrobiella innehållet vi ser här. "

Användning av latriner, där många människors avföring blandas ihop, tillät forskarna oöverträffad inblick i mikrobiomer i hela samhällen.

Dessa latriner gav oss mycket mer representativ information om den bredare förindustriella befolkningen i dessa regioner än vad ett enskilt avföringsprov skulle ha. Genom att kombinera bevis från ljusmikroskopi och gammal DNA -analys kan vi identifiera den fantastiska variationen av organismer som finns i tarmarna hos våra förfäder som levde för århundraden sedan. "

Piers Mitchell, Cambridge universitetet

Trots löftet om detta nya tillvägagångssätt för att undersöka mikrobiomet, utmaningar kvarstår.

"Vi kommer att behöva många fler studier på andra arkeologiska platser och tidsperioder för att fullt ut förstå hur mikrobiomet förändrades i mänskliga grupper över tiden, "säger Bos." Men Vi har tagit ett viktigt steg för att visa att DNA -återvinning av gamla tarminnehåll från tidigare latriner kan fungera. "

• Tiopuriner kan hjälpa till att stoppa viral replikation hos mänskliga coronavirus
• Ny AGA -rapport beskriver effektiviteten och säkerheten vid fekal mikrobiotatransplantation