Mikrobiom usus juga boleh memainkan peranan dalam perubatan peribadi. nopparit/iStock melalui Getty Images Plus
Apabila manusia pertama berpindah dari Afrika, mereka membawa mikrob usus mereka bersama mereka. Ternyata, mikrob ini juga berkembang bersama mereka.
. mikrobiom usus manusia terdiri daripada ratusan hingga ribuan spesies bakteria dan archaea. Dalam spesies mikrob tertentu, strain berbeza membawa gen berbeza yang boleh menjejaskan kesihatan anda dan penyakit yang anda terdedah.
Terdapat variasi yang dinyatakan dalam komposisi mikrob dan kepelbagaian mikrobiom usus antara orang yang tinggal di negara yang berbeza di seluruh dunia. Walaupun penyelidik mula memahami faktor yang mempengaruhi komposisi mikrobiom, seperti diet, masih terdapat pemahaman yang terhad tentang mengapa kumpulan yang berbeza mempunyai strain yang berbeza dari spesies mikrob yang sama di dalam usus mereka.
Kami adalah penyelidik yang mengkaji evolusi mikrob and mikrobiomes. Kami Kajian baru-baru ini yang diterbitkan mendapati bahawa bukan sahaja mikrob mempelbagaikan dengan perumah manusia moden awal mereka semasa mereka mengembara ke seluruh dunia, mereka mengikuti evolusi manusia dengan menyekat diri mereka untuk hidup di dalam usus.
Mikrobiom usus memainkan peranan penting dalam banyak bidang kesihatan anda.
Mikrob berkongsi sejarah evolusi dengan manusia
Kami membuat hipotesis bahawa apabila manusia menyebar ke seluruh dunia dan mempelbagaikan secara genetik, begitu juga spesies mikrob dalam usus mereka. Dalam erti kata lain, mikrob usus dan perumah manusia mereka "dipelbagaikan" dan berkembang bersama - sama seperti manusia mempelbagaikan supaya orang di Asia kelihatan berbeza daripada orang di Eropah, begitu juga dengan mikrobiom mereka.
Untuk menilai ini, kami perlu memasangkan data genom manusia dan mikrobiom daripada orang di seluruh dunia. Walau bagaimanapun, set data yang menyediakan kedua-dua data mikrobiom dan maklumat genom untuk individu adalah terhad apabila kami memulakan kajian ini. Kebanyakan data yang tersedia secara terbuka adalah dari Amerika Utara dan Eropah Barat, dan kami memerlukan data yang lebih mewakili populasi di seluruh dunia.
Oleh itu, pasukan penyelidik kami menggunakan data sedia ada dari Cameroon, Korea Selatan dan United Kingdom, dan juga merekrut ibu dan anak kecil mereka di Gabon, Vietnam dan Jerman. Kami mengumpul sampel air liur daripada orang dewasa untuk memastikan genotip mereka, atau ciri genetik, dan sampel najis untuk menyusun genom mikrob usus mereka.
Untuk analisis kami, kami menggunakan data daripada 839 orang dewasa dan 386 kanak-kanak. Untuk menilai sejarah evolusi manusia dan mikrob usus, kami mencipta pokok filogenetik untuk setiap orang dan serta untuk 59 strain spesies mikrob yang paling biasa dikongsi.
Apabila kami membandingkan pokok manusia dengan pokok mikrob, kami menemui kecerunan sejauh mana ia sepadan. Sesetengah pokok bakteria tidak sepadan dengan pokok manusia sama sekali, manakala ada yang sepadan dengan sangat baik, menunjukkan bahawa spesies ini mempelbagaikan dengan manusia. Sesetengah spesies mikrob, sebenarnya, telah bersama-sama untuk perjalanan evolusi selama lebih daripada ratusan ribu tahun.
Kedua-dua pokok filogenetik peserta manusia (kiri) dan satu spesies bakteria (kanan) hampir sepadan, menunjukkan bahawa mereka mungkin mempelbagaikan bersama-sama sepanjang tempoh evolusi. Dicetak semula dengan kebenaran daripada Suzuki et al., Jilid Sains 377, abm7759 (2022), CC BY-NC-ND
Kami juga mendapati bahawa mikrob yang berkembang seiring dengan manusia mempunyai set gen dan sifat yang unik berbanding dengan mikrob yang tidak mempelbagaikan dengan manusia. Mikrob yang bekerjasama dengan manusia mempunyai genom yang lebih kecil dan oksigen dan kepekaan suhu yang lebih besar, kebanyakannya tidak dapat bertolak ansur dengan keadaan di bawah suhu badan manusia.
Sebaliknya, mikrob usus dengan hubungan yang lebih lemah dengan evolusi manusia mempunyai ciri dan ciri gen bakteria hidup bebas dalam persekitaran luaran. Penemuan ini menunjukkan bahawa mikrob yang dipelbagaikan sangat bergantung kepada keadaan persekitaran tubuh manusia dan mesti dihantar dengan cepat dari seorang kepada yang seterusnya, sama ada diturunkan secara turun-temurun atau antara orang yang tinggal dalam komuniti yang sama.
Mengesahkan cara penghantaran ini, kami mendapati bahawa ibu dan anak mereka mempunyai strain mikrob yang sama dalam usus mereka. Sebaliknya, mikrob yang tidak dipelbagaikan kod lebih berkemungkinan untuk bertahan dengan baik di luar badan dan boleh disebarkan dengan lebih meluas melalui air dan tanah.
Mikrob usus dan ubat peribadi
Penemuan kami bahawa mikrob usus berkembang betul bersama hos manusia mereka menawarkan cara lain untuk melihat mikrobiom usus manusia. Mikrob usus telah berpindah antara manusia selama ratusan hingga ribuan generasi, seperti itu apabila manusia berubah, begitu juga mikrob usus mereka. Akibatnya, sesetengah mikrob usus berkelakuan seolah-olah ia adalah sebahagian daripada genom manusia: Mereka adalah pakej gen yang dihantar antara generasi dan dikongsi oleh individu yang berkaitan.
Ubat yang diperibadikan dan ujian genetik mula membuat rawatan lebih spesifik dan berkesan untuk individu. Mengetahui mikrob yang mempunyai perkongsian jangka panjang dengan orang ramai boleh membantu penyelidik membangunkan rawatan berasaskan mikrobiom khusus untuk setiap populasi. Pakar klinik sudah menggunakan probiotik sumber tempatan berasal daripada mikrob usus ahli masyarakat untuk merawat kekurangan zat makanan.
Penemuan kami juga membantu saintis memahami dengan lebih baik bagaimana mikrob beralih secara ekologi dan evolusi daripada "hidup bebas" dalam persekitaran kepada bergantung kepada keadaan usus manusia. Mikrob yang dipelbagaikan mempunyai ciri dan gen mengingatkan simbion bakteria yang hidup di dalam perumah serangga. Ciri-ciri yang dikongsi ini menunjukkan bahawa perumah haiwan lain juga mungkin mempunyai mikrob usus yang mempelbagaikan dengan mereka melalui evolusi.
Memberi perhatian khusus kepada mikrob yang berkongsi sejarah evolusi manusia boleh membantu meningkatkan pemahaman tentang peranan yang mereka mainkan dalam kesejahteraan manusia.
Mengenai Pengarang
Taichi A. Suzuki, Associate Penyelidik Pascadoktoral dalam Sains Mikrobiom, Institut Biologi Max Planck and Ruth Ley, Pengarah, Jabatan Sains Mikrobiom, Institut Biologi Max Planck
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku berkaitan:
Badan Mengekalkan Skor: Otak Minda dan Badan dalam Penyembuhan Trauma
oleh Bessel van der Kolk
Buku ini meneroka hubungan antara trauma dan kesihatan fizikal dan mental, menawarkan pandangan dan strategi untuk penyembuhan dan pemulihan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Nafas: Sains Baharu Seni yang Hilang
oleh James Nestor
Buku ini meneroka sains dan amalan pernafasan, menawarkan pandangan dan teknik untuk meningkatkan kesihatan fizikal dan mental.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
The Plant Paradox: Bahaya Tersembunyi dalam Makanan "Sihat" Yang Menyebabkan Penyakit dan Berat Badan
oleh Steven R. Gundry
Buku ini meneroka kaitan antara diet, kesihatan dan penyakit, menawarkan pandangan dan strategi untuk meningkatkan kesihatan dan kesejahteraan keseluruhan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Kod Kekebalan: Paradigma Baharu untuk Kesihatan Sebenar dan Anti-Penuaan Radikal
oleh Joel Greene
Buku ini menawarkan perspektif baharu tentang kesihatan dan imuniti, menggunakan prinsip epigenetik dan menawarkan pandangan serta strategi untuk mengoptimumkan kesihatan dan penuaan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Panduan Lengkap Puasa: Sembuhkan Tubuh Anda Melalui Puasa Selang Selang, Hari Bergantian dan Berpanjangan
oleh Dr. Jason Fung dan Jimmy Moore
Buku ini meneroka sains dan amalan berpuasa yang menawarkan pandangan dan strategi untuk meningkatkan kesihatan dan kesejahteraan keseluruhan.
