仔細檢查了千年前古人留下的8坨糞便,這群科學家發現了什麼?
2021年05月13日10:40

  本文轉自學術經緯

  今日,頂尖學術期刊《自然》在線發表了一篇有味道的研究論文。來自哈佛醫學院的一群科學家對8份歷史久遠的人類糞便進行了詳細的遺傳學分析。

  研究結果揭示出人類腸道微生物組在過去2000年里發生了顯著變化。這些變化反映出工業化生活方式的流行、人類飲食的改變、抗生素使用的影響,並且有助於解釋為什麼現代人患上肥胖、1型糖尿病等疾病的可能性越來越高。

  這些樣本十分難得,為了從中準確構建出反映人類腸道微生物的基因組信息,對糞便的要求很高,除了有證據支援來自人類外,樣本還不能受過土壤汙染或其他動物的干擾等。最終,研究人員確定了8例符合條件的古代糞便,分別發現自美國西南部和墨西哥的三個洞穴,保存完好,距今1000-2000年左右。

  從這些糞便樣本中,Aleksandar Kostic博士領銜的研究團隊利用新興的宏□因組組裝基因組(MAGs)方法,重建了498個微生物基因組,其中181個基因組顯示出來自古代人類腸道的有力證據。作為對比,研究人員還分析了近800份現代人糞便。

  比較的結果顯示,工業化現代生活給人類腸道微生物帶來了巨大改變。有些細菌物種出現在每一份古老糞便中,但在現代工業化地區的糞便中蕩然無存。古老的人類腸道微生物基因組涵蓋了豐富的類別,且有61個基因組此前未被描述過,也就是說,多達40%的腸道微生物可能是現代人群中所沒有的。

  相比來自工業化地區的人群,非工業化地區的現代人與古人有更為接近的腸道微生物組。

  功能分析還顯示,古代糞便中含有大量與澱粉代謝有關的基因,研究人員猜測這或許是因為那時候的人攝入的復合碳水化合物比現今工業化人群更多。

  相比古代樣本,現今糞便樣本中含有更多的抗生素耐藥基因。此外,有一類基因編碼的蛋白會降解消化道黏液,與多種炎症有關,而這類基因也在現代人的糞便樣本中更多見。

  總體而言,從古代人類糞便來看,人類腸道微生物組在過去顯現出更多樣的遺傳變異性。“古時候的人,吃的食物種類繁多,可以支援更多樣的微生物,”Kostic博士推測, “當我們邁向工業化和更多方便食物時,損失的營養可能難以支援更多樣化的腸道微生物組。”

  論文中指出,現有的研究證據已表明,多種慢性疾病發病率增加與腸道微生物多樣性較低有關,有關人類腸道微生物演變的新洞見或能進一步增進我們對微生物如何促進健康和疾病的理解。

  參考資料

  [1] Marsha C。 Wibowo et al。, (2021) Reconstruction of ancient microbial genomes from the human gut。 Nature。 Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-021-03532-0

  [2] Ancient gut microbiomes may offer clues to modern diseases。 Retrieved May 13, 2021 from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-05/jdc-agm051221.php

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