古老的肠道微生物物可以向现代疾病提供线索

科学家正在快速收集肠道微生物体，细菌的收集和消化系统中的其他微生物的变异可能在糖尿病和其他疾病中发挥有害作用。现在，乔斯林糖尿病中心科学家在古代北美人民和现代微生物群体的肠道微生物体之间发现了显着的差异，提供了关于这些微生物如何随着不同饮食而发展的新证据。

科学家分析了在犹他州犹他州犹他州和墨西哥北部的异常干燥的洞穴中发现的微生物DNA，具有极高的基因组测序，joslin助理调查员Aleksandar Kostic，Ph.D。自然纸张介绍工作。

Kostic表示，该研究更广泛地表演了基因组分析，比以前的古代人体肠道微生物研究探讨了标本中揭示了标本中微生物的新型微生物种类的新型。哈佛医学院微生物学教授。

在以前对芬兰和俄罗斯的儿童的研究中，Kostic和他的同事们表明，工业化地区的儿童更容易发展1型糖尿病，而不是非工业化地区的肠道微生物。“我们能够识别我们认为在早期生命中阻碍了一个适当的免疫教育的特定微生物和微生物产品，”Kostic说。“这导致后来不仅是1型糖尿病，而且引发更高的事件，而是其他自身免疫性和过敏性疾病。”

那么健康的人会微生物组在工业化的影响之前看起来像？“我相信你无法回答任何现代生活的问题，”Kostic说，亚马逊极端偏远地区的部落甚至是亚马逊的地带，是Covid-19。

史蒂文·勒布朗斯特（Steven Leblanc）以前与哈佛的Peabobal of Chrecalogy和民族博物馆博物馆的考古学家来到Kostic，具有戏剧性的替代来源：在人类古老人物中发现的微生物DNA，博物馆从北美西南北美的干旱环境中收集。

Kostic and Grooduber Marsha Wibowo接受了挑战，最终将DNA与Drow Caves（早在当前时代的一世纪早期的一百年的日期为789年的现代样品中的DNA比较了八个异常保存的古老肠样品。略高于一半的现代样本是从工业化的“西方”饮食中的人们以及消费非工业化食品的剩余部分（主要在他们自己的社区内增长）。

微生物组种群之间的差异突出。例如，被称为Treponema琥珀酰胺的细菌不是在我们分析的单一西方微生物组中，但它在八个古代微生物群体中的每一个中，“Kostic说。古代微生物群体与现代非行业微生物体相匹配。

令人惊讶的是，Wibowo发现近40％的古代微生物物种从未见过以前从未见过。什么可能解释这种高遗传变异性？

“在古代文化中，您正在吃的食物是非常多样化的，可以支持更不拘一格的微生物收集，”Kostic推测。“但随着你走向工业化和更多杂货店的饮食，你会失去许多有助于支持更多样化的微生物组的营养素。”

古代微生物体的数量比现代工业微生物酶的数量相对较高（可以在基因组中改变位置的DNA序列的转换元素）。

“我们认为这可能是微生物的一种策略，以适应那种超越现代工业化的微生物组的环境，在那里我们吃同样的东西，越来越多地过着同样的生活，”Kostic说。“在更传统的环境中，事情发生变化和微生物需要适应。它们可能会使用这种更大的转座酶收集来抓取和收集将帮助他们适应不同环境的基因。”

此外，古代微生物种群含有与抗生素抗性有关的更少基因。古代样品还具有较少数量的基因，产生蛋白质，降解肠道粘液层，然后可以产生与各种疾病相关的炎症。

此外，工作可以在科学争论中阐明肠道微生物种群是否垂直发射到人类，或主要来自周围环境。

看着古代样品中常见的细菌甲烷的血管内血管史密斯的血统，他们发现它的进化与一个共同的祖先菌株一致，当人类首次迁移到北美时期迁移到北美的人群中，这一点是粗略的。“这些微生物就像我们自己的基因组一样，已经和我们一起旅行，”Kostic说。

该研究项目开始识别未受污染的人类古价样本，这些样品在异常良好的状态下保存。“当我们重建这些基因组时，我们试图非常保守，”威布罗说。

除了碳-14约会之外，科学家们使用膳食分析和其他方法来验证所选样品确实是人类而不是被土壤或其他动物如狗污染的样品。研究人员还证实，所选择的样品显示衰减的模式，即所有DNA都会随着时间的推移表现出。

该团队对DNA进行了更深入的排序，而不是以前的努力，至少达到1亿读，一个标本的DNA读数为4亿次。

一个合作者，人类学家艾拉多雪，博士，蒙大拿大学在Missoula，举办了一项倡议，以获得西南地区美洲原住民土着社区的工作。“我们承认并欣赏那些对本研究分析遗传和微生物的个人，以及具有相关遗传或文化遗产的当前个体，”该研究强调。

研究人员计划将他们的研究扩展到许多其他古代微生物组标本，旨在检测新的微生物物种并试图预测其代谢功能。通过在最近的活细菌种类中插入古代基因组来恢复这些古代微生物的可能性，似乎很有可能呼吸。“如果我们可以在实验室中种植它们，我们可以了解这些的生理学微生物好的，更好，“他说。

Leblanc帮助Joslin调查人员收集了合作者，最终从十几个机构招募。在关键贡献中，蒙大拿州的雪博士在古代DNA的提取和准备中，哈佛Christina Wirinner博士，在古代人类微生物队中提供了她的专业知识。“从这些辉煌的合作者那里学到了这一切都是惊人的，”威布罗说。“真的需要一个村庄。”

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