Международная команда исследователей из 28 учёных изучила палеофекалии с хорошо сохранившейся ДНК возрастом от тысячи до 2 тысяч лет. Исследователи реконструировали древние микробные геномы и сравнили их с микробными геномами живущих людей. Выяснилось, что за 2 тыс. лет человек потерял 39 % микробиоты кишечника.
Микробиота — это совокупность живущих в теле человека микроорганизмов: грибков, бактерий, вирусов, протистов и архей. Часть микробиоты вступает с нами во взаимополезный симбиоз. К примеру, плотность микробиоты кишечника влияет на защиту от попавших в него болезнетворных бактерий, переработку питательных веществ, работу нервной системы и выработку энергии для работы внутренних органов. Изучение кишечной микробиоты нужно для предотвращения заболеваний, вызванных проблемами с сокращением и нарушением работы кишечника.
Предыдущие исследования показали сокращение разнообразия микробиоты кишечника у жителей промышленных районов, что связывают с развитием хронических заболеваний, таких как диабет. Чтобы установить точные причины сокращения микробиоты и проследить, как её состав изменился при индустриализации, исследователи реконструировали геном древней микробиоты, выделив ДНК из сохранившихся палеофекалий возрастом до двух тысяч лет.
Окаменелые фекалии для исследования собрали в засушливых районах штата Юта в США и в северной Мексике. В процессе работы оставили 8 образцов, остальные отсеяли по причине плохой сохранности ДНК, загрязнённости или непринадлежности к людям. Их состав тщательно проанализировали и сравнили с составом 789 образцов, взятых у ныне живущих людей. Половина из них питалась едой из магазинов, диета остальных состояла из нехарактерной для промышленного общества еды, часто произведённой самостоятельно.
Исследователи обнаружили разницу между микробиотой двух групп современных людей. Как можно предположить, микробиота избегающих пищевую промышленность разнообразней и больше похожа на микробиоту палеофекалий. В микробиотах питающихся магазинной едой присутствует больше генов, связанных с устойчивостью к антибиотикам и переработкой муцина. Из палеофекалий выделили 181 геном микробиоты, среди которых 39% не встречались среди современных образцов.
Причиной потери разнообразия исследователи называют индустриализацию общества с последующей сменой рациона питания. Пища подвергается обработке, в процессе которой уничтожается часть микробиоты, а значит, и внутрь попадает меньшее количество микробов. Кроме того, рацион питания в промышленных районах отличается от непромышленных или до индустриализации. Этот фактор тоже влияет на количество попадающей в организм микробиоты.
Исследователи заявили о необходимости дальнейших исследований для восстановления разнообразия микробиоты, чтобы сократить количество хронических заболеваний. Учёные говорят, что симбиотическое влияние микроорганизмов в теле человека требует более тщательного изучения.
Материалы исследования опубликованы в статье «Reconstruction of ancient microbial genomes from the human gut» в журнале Nature DOI: 10.1038/s41586-021-03532-0
