Grupa badawcza przeanalizowała starożytne DNA wyekstrahowane z kału osadowego sprzed 50 000 lat (najstarsza dostępna do tej pory próbka materiału kałowego). Próbki pobrano w El Salt (Hiszpania), miejscu, w którym mieszkało wielu neandertalczyków. Źródło:Uniwersytet Boloński
Mikrobiota jelitowa neandertalczyków zawierała już pewne pożyteczne mikroorganizmy, które znajdują się również w naszych jelitach. Międzynarodowa grupa badawcza kierowana przez Uniwersytet Boloński osiągnęła ten wynik, ekstrahując i analizując starożytne DNA z 50 000-letnich osadów kałowych pobranych na stanowisku archeologicznym El Salt, niedaleko Alicante (Hiszpania).
Opublikowano w Biologia komunikacji , ich artykuł stawia hipotezę o istnieniu przodków ludzkiej mikroflory, które żyły w ludzkim przewodzie pokarmowym jeszcze przed oddzieleniem Homo Sapiens i Neandertalczyków, które miało miejsce ponad 700 000 lat temu.
„Wyniki te pozwalają nam zrozumieć, które składniki mikroflory jelitowej człowieka są niezbędne dla naszego zdrowia, ponieważ są integralnymi elementami naszej biologii również z ewolucyjnego punktu widzenia” – wyjaśnia Marco Candela, profesor Wydziału Farmacji i Biotechnologii Uniwersytet Boloński, który koordynował badanie. „W dzisiejszych czasach następuje stopniowe zmniejszanie różnorodności naszej mikroflory ze względu na kontekst naszego współczesnego życia:odkrycia tej grupy badawczej mogą pomóc nam w opracowaniu rozwiązań dostosowanych do diety i stylu życia, aby przeciwdziałać temu zjawisku”.
Problemy „nowoczesnej” mikrobioty
Mikrobiota jelitowa to zbiór bilionów symbiontów mikroorganizmów, które zasiedlają nasz przewód pokarmowy. Stanowi istotny składnik naszej biologii i pełni ważne funkcje w naszych ciałach, takie jak regulowanie metabolizmu i układu odpornościowego oraz ochrona przed patogennymi mikroorganizmami.
Ostatnie badania wykazały, że niektóre cechy nowoczesności – takie jak spożywanie przetworzonej żywności, używanie narkotyków, życie w hiperodkażonych środowiskach – prowadzą do krytycznego zmniejszenia bioróżnorodności mikrobioty jelitowej. To uszczuplenie wynika głównie z utraty zestawu mikroorganizmów zwanych „starymi przyjaciółmi”.
„Proces wyczerpywania się mikroflory jelitowej w nowoczesnych zachodnich populacjach miejskich może stanowić istotny dzwonek alarmowy” – mówi Simone Rampelli, badaczka z Uniwersytetu Bolońskiego i pierwsza autorka badania. „Ten proces wyczerpania stałby się szczególnie niepokojący, gdyby wiązał się z utratą tych składników mikroflory, które są kluczowe dla naszej fizjologii”.
Rzeczywiście, istnieją pewne niepokojące sygnały. Na przykład na Zachodzie jesteśmy świadkami dramatycznego wzrostu liczby przypadków przewlekłych chorób zapalnych, takich jak nieswoiste zapalenie jelit, zespół metaboliczny, cukrzyca typu 2 i rak jelita grubego.
Jak „starożytna” mikrobiota może pomóc
Jak możemy zidentyfikować składniki mikroflory jelitowej, które są ważniejsze dla naszego zdrowia? I jak możemy je chronić za pomocą ukierunkowanych rozwiązań? To był punkt wyjścia do pomysłu zidentyfikowania cech przodków naszej mikroflory – tj. rdzenia mikroflory jelitowej człowieka, która pozostała spójna przez całą naszą historię ewolucyjną. Dzisiejsza technologia pozwala z powodzeniem stawić czoła temu wyzwaniu dzięki nowej dziedzinie naukowej, paleomikrobiologii, która bada pradawne mikroorganizmy ze szczątków archeologicznych poprzez sekwencjonowanie DNA.
Grupa badawcza przeanalizowała starożytne próbki DNA zebrane w El Salt (Hiszpania), miejscu, w którym żyło wielu neandertalczyków. Aby być bardziej precyzyjnym, przeanalizowali starożytne DNA wyekstrahowane z kału osadowego sprzed 50 000 lat (najstarsza dostępna do tej pory próbka materiału kałowego). W ten sposób udało im się poskładać skład drobnoustrojów zasiedlających jelita neandertalczyków. Porównując skład mikroflory neandertalczyków z naszą, powstało wiele podobieństw.
„Dzięki analizie starożytnego DNA udało nam się wyizolować rdzeń mikroorganizmów współdzielonych ze współczesnym Homo sapiens” – wyjaśnia Silvia Turroni, badaczka z Uniwersytetu Bolońskiego i pierwsza autorka badania. „To odkrycie pozwala nam stwierdzić, że te pradawne mikroorganizmy zasiedlały jelita naszego gatunku przed oddzieleniem Sapienów i Neandertalczyków, co miało miejsce około 700 000 lat temu”.
Ochrona mikroflory
Te pierwotne składniki mikroflory jelitowej człowieka obejmują wiele dobrze znanych bakterii (wśród nich Blautia, Dorea, Roseburia, Ruminococcus i Faecalibacterium), które mają fundamentalne znaczenie dla naszego zdrowia. Rzeczywiście, produkując krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe z błonnika pokarmowego, bakterie te regulują naszą równowagę metaboliczną i immunologiczną. Istnieje również Bifidobacterium:mikroorganizm odgrywający kluczową rolę w regulowaniu naszej odporności, zwłaszcza we wczesnym dzieciństwie. Wreszcie, w neandertalskiej mikrobiocie jelitowej naukowcy zidentyfikowali niektórych z tych „starych przyjaciół”. Potwierdza to hipotezy naukowców dotyczące przodków tych składników i ich niedawnego wyczerpania w mikrobiocie jelitowej człowieka ze względu na nasz współczesny kontekst życia.
„W obecnym scenariuszu modernizacji, w którym następuje stopniowe zmniejszanie różnorodności mikrobioty, informacje te mogą stanowić wytyczne dla zintegrowanych strategii dostosowanych do diety i stylu życia w celu ochrony mikroorganizmów, które mają fundamentalne znaczenie dla naszego zdrowia”, podsumowuje Candela. „W tym celu promowanie stylu życia, który jest zrównoważony dla naszej mikroflory jelitowej, ma ogromne znaczenie, ponieważ pomoże utrzymać konfiguracje zgodne z naszą biologią”.
Odniesienie:„Składniki neandertalskiego mikrobiomu jelitowego odzyskane z osadów kałowych z El Salt” autorstwa Simone Rampelli, Silvia Turroni, Carolina Mallol, Cristo Hernandez, Bertila Galván, Ainara Sistiaga, Elena Biagi, Annalisa Astolfi, Patrizia Brigidi, Stefano Benazzi, Cecil M Lewis Jr., Christina Warinner, Courtney A. Hofman, Stephanie L. Schnorr i Marco Candela, 5 lutego 2021 r., Communications Biology .
DOI:10.1038/s42003-021-01689-y
Badanie zatytułowane „Komponenty neandertalskiego mikrobiomu jelitowego odzyskane z osadów kałowych z El Salt” zostało opublikowane w Communication Biology . Uniwersytet Boloński uczestniczył w tym badaniu dzięki Marco Candela, Simone Rampelli, Silvia Turroni i Elena Biagi z Wydziału Farmacji i Biotechnologii; Annalisa Astolfi z Międzywydziałowego Centrum Badań nad Rakiem „Giorgio Prodi”; Patrizia Brigidi z Wydziału Nauk Medycznych i Chirurgicznych; i Stefano Benazzi z Departamentu Dziedzictwa Kulturowego.
Ponadto w badaniu wzięli udział naukowcy z Universidad de La Laguna (Hiszpania), Massachusetts Institute of Technology (USA) oraz University of Oklahoma (USA) i Konrad Lorenz Institute for Evolution and Cognition Research (Austria). .
