Suoliston mikrobiomilla voi olla myös rooli henkilökohtaisessa lääketieteessä. nopparit/iStock Getty Images Plusin kautta
Kun ensimmäiset ihmiset muuttivat pois Afrikasta, he kantoivat suolistomikrobinsa mukanaan. Osoittautuu, että myös nämä mikrobit kehittyivät heidän mukanaan.
- ihmisen suoliston mikrobiomi koostuu sadoista tai tuhansista bakteerilajeista ja archaea. Tietyn mikrobilajin sisällä eri kannat kantavat erilaisia geenejä, jotka voivat vaikuttaa terveytesi ja sairauksiin, joille olet altis.
On olemassa selvä variaatio suoliston mikrobiomin mikrobikoostumuksessa ja monimuotoisuudessa eri maissa eri puolilla maailmaa asuvien ihmisten välillä. Vaikka tutkijat ovat alkaneet ymmärtää, mitkä tekijät vaikuttavat mikrobiomin koostumukseen, kuten ruokavalioon, on edelleen rajallinen käsitys siitä, miksi eri ryhmien suolistossa on erilaisia saman mikrobilajin kantoja.
Olemme tutkijoita, jotka opiskelevat mikrobien evoluutio ja microbiomes. Meidän Äskettäin julkaistussa tutkimuksessa havaitsivat, että mikrobit eivät vain monipuolistuneet varhaisten nykyajan ihmisisäntiensä kanssa matkustaessaan ympäri maailmaa, vaan ne seurasivat ihmisen evoluutiota rajoittumalla elämään suolistossa.
Suoliston mikrobiomilla on keskeinen rooli monilla terveytesi alueilla.
Mikrobit jakavat evoluutiohistorian ihmisten kanssa
Oletimme, että kun ihmiset levisivät ympäri maailmaa ja monipuolistuivat geneettisesti, lisääntyivät myös mikrobilajit heidän suolistoissaan. Toisin sanoen suoliston mikrobit ja niiden ihmisisännät "erittyivät" ja kehittyivät yhdessä – aivan kuten ihmiset monipuolistuivat niin, että Aasian ihmiset näyttävät erilaisilta kuin Euroopassa, niin myös heidän mikrobiominsa muuttuivat.
Tämän arvioimiseksi meidän piti yhdistää ihmisgenomi- ja mikrobiomitiedot ihmisiltä ympäri maailmaa. Kuitenkin tietojoukot, jotka tarjosivat sekä mikrobiomitietoja että genomitietoja yksilöille, olivat rajalliset, kun aloitimme tämän tutkimuksen. Suurin osa julkisesti saatavilla olevista tiedoista oli Pohjois-Amerikasta ja Länsi-Euroopasta, ja tarvitsimme tietoja, jotka edustavat paremmin väestöä ympäri maailmaa.
Joten tutkimusryhmämme käytti Kamerunista, Etelä-Koreasta ja Isosta-Britanniasta saatuja tietoja ja värväsi lisäksi äitejä ja heidän pieniä lapsiaan Gabonista, Vietnamista ja Saksasta. Keräsimme aikuisilta sylkinäytteitä genotyypin tai geneettisten ominaisuuksien selvittämiseksi ja ulostenäytteitä heidän suoliston mikrobien genomien sekvensoimiseksi.
Analyysissämme käytimme 839 aikuisen ja 386 lapsen tietoja. Arvioidaksemme ihmisten ja suoliston mikrobien evoluutiohistoriaa loimme fylogeneettiset puut jokaiselle henkilölle sekä 59:lle yleisimmin jaetulle mikrobilajille.
Hanki uusimmat sähköpostitse
Kun vertailimme ihmispuita mikrobipuihin, havaitsimme niiden yhteensopivuuden gradientin. Jotkut bakteeripuut eivät vastanneet lainkaan ihmispuita, kun taas jotkut sopivat hyvin yhteen, mikä viittaa siihen, että nämä lajit monipuolistuivat ihmisten kanssa. Jotkut mikrobilajit ovat itse asiassa olleet mukana evoluution kehityksessä yli satojen tuhansien vuosien ajan.
Nämä kaksi ihmisen osallistujapuuta (vasemmalla) ja yksi bakteerilaji (oikealla) vastaavat läheisesti, mikä osoittaa, että ne todennäköisesti monipuolistuvat yhdessä evoluution aikana. Uudelleenpainettu Suzukin et al.:n luvalla, Science Volume 377, abm7759 (2022), CC BY-NC-ND
Havaitsimme myös, että ihmisten kanssa rinnakkain kehittyneillä mikrobeilla on ainutlaatuinen joukko geenejä ja piirteitä verrattuna mikrobeihin, jotka eivät olleet levinneet ihmisten kanssa. Ihmisten kanssa kumppanuussuhteessa olevilla mikrobeilla on pienemmät genomit ja suurempi happi- ja lämpötilaherkkyys, eivätkä ne yleensä siedä ihmisen kehon lämpötilaa alhaisempia olosuhteita.
Sitä vastoin suolistomikrobeilla, joilla on heikommat siteet ihmisen evoluutioon, on ulkoympäristössä vapaasti eläville bakteereille ominaisia piirteitä ja geenejä. Tämä havainto viittaa siihen, että monimuotoiset mikrobit ovat hyvin riippuvaisia ihmiskehon ympäristöolosuhteista, ja ne on siirrettävä nopeasti ihmiseltä toiselle joko sukupolvelta toiselle tai samoissa yhteisöissä asuvien ihmisten välillä.
Vahvistaessamme tämän tartuntatavan havaitsimme, että äideillä ja heidän lapsillaan oli samat mikrobikannat suolistoissaan. Sitä vastoin mikrobit, jotka eivät olleet kodiversoituneita, selvisivät todennäköisemmin hyvin kehon ulkopuolella ja voivat tarttua laajemmin veden ja maaperän kautta.
Suolistomikrobit ja henkilökohtainen lääketiede
Havaintomme, jonka mukaan suolistomikrobit kehittyivät yhdessä ihmisisäntiensä kanssa, tarjoaa toisen tavan tarkastella ihmisen suoliston mikrobiomia. Suoliston mikrobit ovat siirtyneet ihmisten välillä satojen tai tuhansien sukupolvien aikana kun ihmiset muuttuivat, muuttuivat myös heidän suolistomikrobinsa. Tämän seurauksena jotkin suolistomikrobit käyttäytyvät ikään kuin ne olisivat osa ihmisen genomia: Ne ovat geenipaketteja, jotka välitetään sukupolvien välillä ja jaetaan sukulaisten kesken.
Henkilökohtainen lääketiede ja geneettinen testaus alkavat tehdä hoidoista yksilöllisempiä ja tehokkaampia. Tietäminen, millä mikrobeilla on ollut pitkäaikaisia kumppanuuksia ihmisten kanssa, voi auttaa tutkijoita kehittämään mikrobiomipohjaisia hoitoja kullekin väestölle. Kliinikot käyttävät jo paikallisesti tuotettuja probiootteja peräisin yhteisön jäsenten suolistomikrobeista aliravitsemuksen hoitoon.
Löytömme auttavat myös tutkijoita ymmärtämään paremmin, kuinka mikrobit siirtyvät ekologisesti ja evoluutionaalisesti "vapaasta elämästä" ympäristössä riippuvaiseksi ihmisen suoliston olosuhteista. Kodiversoituneilla mikrobeilla on ominaisuuksia ja geenejä muistuttaa bakteerisymbiontteja jotka elävät hyönteisisäntien sisällä. Nämä yhteiset ominaisuudet viittaavat siihen, että myös muilla eläinisännillä voi olla suoliston mikrobeja, jotka ovat lisääntyneet niiden kanssa evoluution aikana.
Erityisen huomion kiinnittäminen mikrobeihin, jotka jakavat ihmisen evoluutiohistorian, voi auttaa ymmärtämään paremmin niiden roolia ihmisen hyvinvoinnissa.
Tietoja kirjoittajista
Taichi A. Suzuki, mikrobiomitieteen tutkijatohtori, Max Planckin biologian instituutti ja Ruth Ley, johtaja, mikrobiomitieteen laitos, Max Planckin biologian instituutti
Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.
Suositellut kirjat: terveys
Tuore hedelmäpuhdistus: Detox, laihtuminen ja terveydentilasi palauttaminen luontoon kaikkein herkullisimmilla elintarvikkeilla [Paperback], Leanne Hall.
Laihduttaa ja tuntuu eloisasti terveeltä, kun puhdistat kehon myrkkyjä. Tuore hedelmä puhdistaa tarjoaa kaiken, mitä tarvitset helppoon ja tehokkaaseen detoxiin, mukaan lukien päivittäiset ohjelmat, suussa sulavat reseptit ja neuvoja puhdistuksen poistamisesta.
Klikkaa tästä saadaksesi lisätietoja ja / tai tilata tämän kirjan Amazonista.
Jännittävät ruoka-aineet: 200-kasvipohjaiset reseptit Peak Healthille [Paperback], Brendan Brazier.
Rakenteeseen perustuvassa vegaani-ravitsemusoppaassa esitetyn stressiä vähentävän, terveyttä edistävän ravitsemusfilosofian pohjalta Kukoistaa, ammattimainen Ironman triathlete Brendan Brazier kiinnittää nyt huomiota ruokalautaan (myös aamiais- ja lounasalustaan).
Klikkaa tästä saadaksesi lisätietoja ja / tai tilata tämän kirjan Amazonista.
Gary Nullin, Martin Feldmanin, Debora Rasion ja Carolyn Deanin kuolema
Lääketieteellisessä ympäristössä on tullut huumeyritysten soluttautuneiden yritysten, sairaaloiden ja hallitusten hallitusten labyrintti. Myrkyllisimmät aineet hyväksytään usein ensin, kun taas lievempiä ja luonnollisempia vaihtoehtoja ei oteta huomioon taloudellisista syistä. Se on kuolema lääkkeellä.
Klikkaa tästä saadaksesi lisätietoja ja / tai tilata tämän kirjan Amazonista.
