Данные помогают понять, какими были микробиомы сельскохозяйственных популяций доиндустриальной эпохи. Это может дать информацию для оценки здоровья микробиома современного человека.
В более ранних исследованиях ученые уже подчеркивали, что жители индустриальных обществ и сообществ охотников-собирателей имели различный по составу микробиом. Это в очередной раз доказывает, что индустриальный скачок виновен в ряде заболеваний. В частности, речь идет о воспалительных заболеваниях кишечника, аллергиях и ожирении. Новые данные подтверждают эту гипотезу и демонстрируют, что древние отхожие места могут быть кладезей биомолекулярной информации.
Пирс Митчелл из Кембриджского университета специализируется на содержимом кишечника людей прошлого посредством анализа необычных субстратов. Изучая под микроскопом содержимое археологических туалетов и иссушенные фекалии, он и его команда узнали много о кишечных паразитах, которые докучали нашим предкам.
«Микроскопический анализ может показать яйца паразитических червей, которые жили в кишечнике, но многие микробы слишком малы, чтобы их можно было увидеть», - рассказывает Митчелл. «Если мы хотим определить, что составляет здоровый микробиом современных людей, мы должны начать изучать микробиомы наших предков, которые жили до использования антибиотиков, фастфуда и других атрибутов индустриализации».
Кирстен Бос, специалист по ДНК древних бактерий из Института истории человечества Макса Планка и соруководитель исследования, сначала скептически отнеслась к возможности проверки содержимого туалетов, которыми давно перестали пользоваться.
«Вначале мы не были уверены, сохранились ли молекулярные сигнатуры содержимого кишечника в течение сотен лет. Многие из наших успехов в извлечении древних бактерий до сих пор происходили из кальцифицированных тканей, таких как кости и зубной камень, которые могут сохраниться в сложных условиях», - рассказывает Бос. «Я надеялась, что данные поменяют мое мнение».
Для анализа команда выбрала использующиеся в 14-15 веках туалеты. В частности в Иерусалиме, Израиль и Риге, Латвия. Для начала нужно было отделить кишечный микробиом от бактерий, присутствующих в почве, которые всегда захватываются при проведении раскопок.
Был идентифицирован большой набор бактерий, архей, простейших, паразитических червей, грибов и других организмов, включая многие таксоны, которые встречаются и у современных людей. «Похоже, туалеты действительно являются ценными источниками как микроскопической, так и молекулярной информации», - заключает Бос.
Сюзанна Сабин, аспирантка MPI-SHH, которая была соруководителем исследования, сравнила ДНК туалета с ДНК из других источников, включая микробиомы промышленных популяций и популяций собирателей, а также сточные воды и почву.
«Микробиомы, которые мы выделили в Иерусалиме и Риге имеют много общего. При этом они схожи с микробиомом современных жителей сообществ собирателей-охотников и индустриальных обществ. При этом имеющиеся различия позволяют формировать уникальную группу. У нас нет современных источников, которые давали бы так много микробиологической информации», - отмечает она.
Извлечение материала из туалетов, которыми пользовались многие жители средневековья, позволило получить представлено о микробиоме целого сообщества.
«Данные образцы предлагают больше репрезентативной информации о населении данных регионов, чем отдельные», - рассказывает Митчелл. «Использование световой микроскопии, а также анализа древней ДНК позволили идентифицировать составляющие кишечного микробиома людей, живущих столетия назад».
Несмотря на воодушевляющие результаты нового подхода, остаются и некоторые проблемы.
«Нам потребуется гораздо больше исследований на других археологических объектах и в другие периоды времени, чтобы полностью понять, как микробиом менялся в группах людей», - рассказывает Бос. «Тем не менее, мы сделали важный шаг, продемонстрировав, что восстановление ДНК кишечного микробиома из туалетов прошлого может работать».