Massensterben im menschlichen Darm durch fossile Überreste von 2000 Jahre alten Fäkalien

| |

Die in unserem Darm lebenden Mikroben sind viel weniger vielfältig als vor 2000 Jahren.

Dies ist eine der wichtigsten Erkenntnisse aus einer Genomanalyse von versteinerten menschlichen Fäkalien aus Gesteinsunterkünften in Nordamerika und Mexiko. Acht Proben aus der Zeit vor 1.000 bis 2.000 Jahren enthüllen Mikroben, die für die Wissenschaft völlig neu sind, sowie andere, die heute im Darmmikrobiom völlig fehlen.

Im Gegensatz dazu enthält das moderne Darmmikrobiom weitaus mehr antibiotikaresistente Mikroben als die unserer Vorfahren. Diese Ergebnisse könnten uns helfen, den Zusammenhang zwischen unserem verminderten Mikrobiom und der höheren modernen Inzidenz von „industriellen“ chronischen Krankheiten wie z Diabetes und Fettleibigkeit.

Das menschliche Mikrobiom ist eine faszinierende und komplexe Maschine, und in den letzten Jahren haben Wissenschaftler entdeckt, dass es eine viel wichtigere Rolle für die Gesundheit unseres Körpers spielt, als wir bisher erkannt haben. Unser Verständnis, wie sich das menschliche Mikrobiom im Laufe der Zeit verändert hat, ist jedoch begrenzt.

Betreten Sie versteinerte Fäkalien, die wissenschaftlich als Koprolithen bekannt sind. Obwohl diese Fossilien eher unangenehm erscheinen mögen, können sie reichhaltige Informationsquellen über das Leben alter Tiere sein und komplexe Informationen über Ernährung und Darmparasiten und -krankheiten enthüllen.

Sie enthalten auch einige der Mikroben, die den Darm auskleiden, sodass jeder mit den richtigen Werkzeugen eine Momentaufnahme des Mikrobioms erstellen kann. Das hat ein internationales Team von Mikrobiologen unter der Leitung des Joslin Diabetes Center in den USA bis ins kleinste Detail für jedes alte menschliche Darmmikrobiom getan.

Die Forscher nahmen Koprolithen, die in drei Felsunterkünften perfekt erhalten waren – dem Boomerang Shelter in Utah, einem unbekannten Ort irgendwo im amerikanischen Südwesten (die Proben wurden vor fast 100 Jahren gesammelt und schlecht beschriftet), und dem Standort La Cueva de los Muertos Chiquitos in Durango , Mexiko.

Diese Koprolithen wurden mittels Ernährungsanalyse als Mensch validiert und mittels Radiokohlenstoffanalyse datiert. Die Wissenschaftler führten dann die komplizierte Arbeit durch, die kostbare konservierte DNA zu extrahieren, die die Mikroben identifizieren konnte.

Die Forscher rekonstruierten erfolgreich 498 mikrobielle Genome; Von diesen stammten 181 eher aus dem menschlichen Darm als aus dem umgebenden Boden.

Von diesen Sequenzen schienen 158 eine bestimmte mikrobielle Spezies zu repräsentieren. Diese wurden dann mit 789 Mikrobiomen aus heutigen Gemeinden verglichen, sowohl aus industriellen als auch aus nichtindustriellen Gemeinden.

Die Ergebnisse waren beeindruckend. Die alten Mikrobiome ähnelten nicht nur denen moderner nichtindustrieller Gemeinschaften, sondern enthielten auch Arten, die in keinem modernen Mikrobiom zu finden waren. Von den 158 Genomen waren 61 der Wissenschaft völlig unbekannt – das sind fast 40 Prozent.

Diese Vielfalt im Mikrobiom könnte nach Ansicht der Forscher etwas mit der Vielfalt in der Ernährung zu tun haben.

“In alten Kulturen sind die Lebensmittel, die Sie essen, sehr vielfältig und können eine vielseitigere Sammlung von Mikroben unterstützen.” sagte der Mikrobiologe Alexsandar Kostic des Joslin Diabetes Centers.

“Aber wenn Sie sich der Industrialisierung und mehr der Ernährung eines Lebensmittelgeschäfts nähern, verlieren Sie viele Nährstoffe, die zur Unterstützung eines vielfältigeren Mikrobioms beitragen.”

Auch innerhalb der Mikroben gab es einige faszinierende Unterschiede. Sie hatten weniger Gene, die mit Antibiotikaresistenz assoziiert waren, aber sie hatten auch weniger Gene zur Herstellung von Proteinen, die Glykane, die im Schleim vorkommenden Zuckermoleküle, abbauen.

Der Abbau des Dickdarmschleims ist mit verbunden Krankheiten wie Morbus Crohn, Zöliakie und Colitis ulcerosa.

Die alten Mikroben hatten auch eine höhere Anzahl von Transposasen – Enzyme, die DNA-Elemente ausschneiden und einfügen und replizieren können, indem sie Dinge umschalten, um sich unter anderem an veränderte Bedingungen anzupassen.

“Wir glauben, dass dies eine Strategie für die Mikroben sein könnte, sich in einer Umgebung anzupassen, die sich viel mehr verändert als das moderne industrialisierte Mikrobiom, in dem wir mehr oder weniger das ganze Jahr über dieselben Dinge essen und dasselbe Leben führen.” Sagte Kostic.

“Während sich in einer traditionelleren Umgebung die Dinge ändern und sich die Mikroben anpassen müssen. Sie könnten diese viel größere Sammlung von Transposasen verwenden, um Gene zu erfassen und zu sammeln, die ihnen helfen, sich an die verschiedenen Umgebungen anzupassen.”

Wie das sich entwickelnde Mikrobiom unsere Gesundheit verändert hat, ist unklar und die Stichprobengröße ist relativ klein. Die Studie zeigt jedoch, dass wir mithilfe von Koprolithen die Eingeweide unserer Vorfahren untersuchen können, um herauszufinden, was sich geändert hat. Dies könnte wiederum zu besseren gesundheitlichen Ergebnissen in der Zukunft führen.

“Ähnliche zukünftige Studien, die sich mit dem Reichtum an Paläofäkalien befassen, werden nicht nur unser Wissen über das menschliche Mikrobiom erweitern, sondern können auch zur Entwicklung von Ansätzen führen, um die heutigen Darmmikrobiome wieder in ihren angestammten Zustand zu versetzen”, schrieb das Team in ihrem Artikel.

Die Forschung wurde in veröffentlicht Natur.

.

Previous

Bryce Harper und Odúbel Herrera holen Phillies 10. Inning-Sieg

Der Israel-Gaza-Konflikt eskaliert, Raketen werden über Nacht abgefeuert

Next

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.