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分析具有50,000年历史的便便中的古代DNA,揭示了尼安德特人的肠道菌群的秘密

时间:2021-12-01 09:52:08 来源:

研究小组分析了从5万年前沉积粪便(迄今为止最古老的粪便样品)中提取的古代DNA。样品收集在许多尼安德特人居住的地方El Salt(西班牙)。

尼安德特人的肠道菌群已经包含了一些有益的微生物,这些微生物也在我们自己的肠道中发现。由博洛尼亚大学领导的一个国际研究小组通过从在阿利坎特(西班牙)附近的萨尔特(El Salt)考古现场采样的具有50,000年历史的粪便沉积物中提取和分析古代DNA来获得了这一结果。

他们的论文发表在通信生物学上,提出了自从人类与人的分离超过70万年前以来就存在于人类胃肠道中的人类微生物群祖先成分的存在的假说。

“这些结果使我们能够了解人类肠道菌群的哪些组成部分对我们的健康至关重要,因为从进化的角度来看,它们也是我们生物学的组成部分。”博洛尼亚大学负责这项研究。“由于现代生活的背景,如今微生物群落的生存能力正在逐步降低:该研究小组的发现可以指导我们设计饮食和生活方式定制的解决方案,以应对这一现象。”

“现代”微生物群的问题

肠道菌群是我们胃肠道中数以万亿计的共生微生物的集合。它代表了我们生物学的重要组成部分,并在人体中执行重要功能,例如调节我们的新陈代谢和免疫系统以及保护我们免受病原微生物的侵害。

最近的研究表明,现代性的某些特征(例如加工食品的消费,毒品使用,在高度消毒的环境中的生活)如何导致肠道菌群生物吸附力的严重降低。这种耗竭主要是由于丧失了一系列被称为“老朋友”的微生物所致。

博洛尼亚大学的研究员,该研究的第一作者西蒙妮·兰佩利(Simone Rampelli)说:“现代西方城市人口中肠道菌群的枯竭过程可能代表着重大的警钟。”“如果耗竭过程涉及对我们的生理至关重要的微生物群成分的损失,那么这一耗竭过程将尤其令人震惊。”

确实,有一些令人震惊的迹象。例如,在西方国家,我们目睹了慢性炎症性疾病,例如炎症性肠病,代谢综合征,2型糖尿病和结直肠癌的病例急剧增加。

“古老的”微生物群如何提供帮助

我们如何确定对我们的健康更重要的肠道菌群组成部分?以及我们如何通过有针对性的解决方案来保护它们?这是确定微生物群落祖先特征(即人类肠道微生物群落的核心)思想的起点,在整个进化历史中,人类肠道微生物群落的核心特征一直保持一致。如今,借助新的科学领域,古微生物学,技术可以成功应对这一挑战,该领域通过DNA测序从考古遗迹中研究古代微生物。

该研究小组分析了在埃尔盐湖(西班牙)收集的古代DNA样品,该盐是许多尼安德特人居住的地方。更准确地说,他们分析了从50,000年历史的沉积粪便(迄今为止最古老的粪便样品)中提取的古代DNA。通过这种方式,他们设法将遍布尼安德特人肠道的微生物的成分拼凑在一起。通过比较尼安德特人的微生物群与我们的微生物群的组成,引起了许多相似之处。

“通过对古代DNA的分析,我们能够分离出与现代人共有的微生物核心,”博洛​​尼亚大学的研究员,该研究的第一作者西尔维亚·特罗尼(Silvia Turroni)解释说。“这一发现使我们能够指出,这些古老的微生物在大约70万年前的智人和尼安德特人分离之前就已经存在于我们物种的肠道中。”

保护微生物群

人类肠道菌群的这些祖先成分包括许多对我们的健康至关重要的细菌(其中包括Blautia,Dorea,Roseburia,Ruminococcus和Faecalibacterium)。实际上,这些细菌通过从膳食纤维中产生短链脂肪酸来调节我们的新陈代谢和免疫平衡。还有双歧杆菌:一种微生物,在调节我们的免疫防御中起着关键作用,尤其是在儿童早期。最后,在尼安德特人的肠道菌群中,研究人员确定了其中一些“老朋友”。这证实了研究人员关于这些成分的祖先性质以及由于我们的现代生活背景它们最近在人体肠道菌群中耗竭的假说。

Candela总结说:“在当前的现代化情景中,微生物群的生存力正在逐步降低,这些信息可以指导饮食和生活方式定制的综合策略,以保护对我们健康至关重要的微生物。”“为此,最重要的是促进对肠道菌群可持续的生活方式,因为这将有助于维持与我们的生物学相容的结构。”

参考:Simone Rampelli,Silvia Turroni,Carolina Mallol,Cristo Hernandez,BertilaGalván,Ainara Sistiaga,Elena Biagi,Annalisa Astolfi,Patrizia Brigidi,Stefano Benazzi,Cecil M. Lewis的“从El Salt粪便沉积物中回收的尼安德特人肠道微生物组的组成”小克里斯蒂娜·沃林纳(Christina Warinner),考特妮·霍夫曼(Courtney A.Hofman),斯蒂芬妮·施诺尔(Stephanie L.Schnorr)和马可·坎德拉(Marco Candela),2021年2月5日,传播生物学。
10.1038 / s42003-021-01689-y

从El Salt的粪便沉积物中回收的尼安德特人肠道微生物组的成分的研究发表在通讯生物学上。博洛尼亚大学参加了这项研究,这要归功于药学和生物技术系的Marco Candela,Simone Rampelli,Silvia Turroni和Elena Biagi。跨部门癌症研究中心“ Giorgio Prodi”的Annalisa Astolfi;医学和外科科学系的Patrizia Brigidi;和文化遗产部的Stefano Benazzi。

此外,这项研究吸引了拉古纳大学(西班牙),麻省理工学院(美国),俄克拉荷马大学(美国)和康拉德·洛伦兹进化与认知研究所(奥地利)的研究人员参与。


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