仔细检查千年前古人留下的8坨粪便 科学家发现了啥?

今日,顶尖学术期刊《自然》在线发表了一篇有味道的研究论文。来自哈佛医学院的一群科学家对8份历史久远的人类粪便进行了详细的遗传学分析。

研究结果揭示出人类肠道微生物组在过去2000年里发生了显著变化。这些变化反映出工业化生活方式的流行、人类饮食的改变、抗生素使用的影响,并且有助于解释为什么现代人患上肥胖、1型糖尿病等疾病的可能性越来越高。

这些样本十分难得,为了从中准确构建出反映人类肠道微生物的基因组信息,对粪便的要求很高,除了有证据支持来自人类外,样本还不能受过土壤污染或其他动物的干扰等。最终,研究人员确定了8例符合条件的古代粪便,分别发现自美国西南部和墨西哥的三个洞穴,保存完好,距今1000-2000年左右。

从这些粪便样本中,Aleksandar Kostic博士领衔的研究团队利用新兴的宏基因组组装基因组(MAGs)方法,重建了498个微生物基因组,其中181个基因组显示出来自古代人类肠道的有力证据。作为对比,研究人员还分析了近800份现代人粪便。

比较的结果显示,工业化现代生活给人类肠道微生物带来了巨大改变。有些细菌物种出现在每一份古老粪便中,但在现代工业化地区的粪便中荡然无存。古老的人类肠道微生物基因组涵盖了丰富的类别,且有61个基因组此前未被描述过,也就是说,多达40%的肠道微生物可能是现代人群中所没有的。

相比来自工业化地区的人群,非工业化地区的现代人与古人有更为接近的肠道微生物组。

功能分析还显示,古代粪便中含有大量与淀粉代谢有关的基因,研究人员猜测这或许是因为那时候的人摄入的复合碳水化合物比现今工业化人群更多。

相比古代样本,现今粪便样本中含有更多的抗生素耐药基因。此外,有一类基因编码的蛋白会降解消化道黏液,与多种炎症有关,而这类基因也在现代人的粪便样本中更多见。

总体而言,从古代人类粪便来看,人类肠道微生物组在过去显现出更多样的遗传变异性。“古时候的人,吃的食物种类繁多,可以支持更多样的微生物,”Kostic博士推测, “当我们迈向工业化和更多方便食物时,损失的营养可能难以支持更多样化的肠道微生物组。”

论文中指出,现有的研究证据已表明,多种慢性疾病发病率增加与肠道微生物多样性较低有关,有关人类肠道微生物演变的新洞见或能进一步增进我们对微生物如何促进健康和疾病的理解。(文、学术经纬)

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