キルラー洞窟、アイルランド。 クレジット: サム・ムーア、オーナーのマリオン・ダウド。
ダブリンのトリニティ・カレッジの研究者は、アイルランドの鍾乳洞で発見された4,000年前の2本の歯から、著しく保存されたマイクロバイオームを回収した。 これらのマイクロバイオームの遺伝子分析により、青銅器時代から今日に至るまでの口腔微小環境の大きな変化が明らかになりました。 これらの歯は両方とも同じ男性のものであり、彼の口腔の健康状態のスナップショットも提供されました。
この研究は、アトランティック工科大学とエディンバラ大学の考古学者と協力して行われました。 出版された 分子生物学と進化の博士号を取得。 著者らは、歯周病に関連するいくつかの細菌を特定し、主な原因であるミュータンス連鎖球菌の高品質な古代ゲノムを初めて提供した。 虫歯。
ミュータンス菌は現代人の口では非常に一般的ですが、古代のゲノム記録では非常にまれです。 この理由の 1 つは、この種が酸を生成する性質である可能性があります。 この酸は歯を虫歯にしますが、同時に DNA を破壊し、歯垢の化石化を防ぎます。 ほとんどの古代の口腔マイクロバイオームは化石化した歯垢から取得されますが、この研究は歯を直接対象としました。
古代の口腔内で S. mutans が不足しているもう 1 つの理由は、この砂糖を愛する種にとって好ましい生息地の欠如である可能性があります。 虫歯の増加が見られます。 考古学的記録 数千年前に穀物農業が導入されて以来、それよりもはるかに劇的な増加が見られたのは、砂糖を含む食品が大衆に導入された過去数百年間だけです。
採取された歯は、コーク大学の故ピーター・ウッドマン氏がリムリック州キルラー洞窟で発掘した大規模な骨格群の一部だった。 洞窟内の他の歯には進行した虫歯が見られましたが、採取された歯には虫歯は見られませんでした。 しかし、1 本の歯からは前例のない量の S. mutans DNA が生成され、これは口腔微生物群集の極端な不均衡の兆候です。
「この4,000年前の歯に、これほど大量のミュータンス菌が存在することに私たちは非常に驚きました」と、トリニティ大学遺伝微生物学部助教授で、この研究の上級著者であるララ・キャシディ博士は語った。 「これは極めてまれな発見であり、この男性が死ぬ直前まで虫歯になるリスクが高かったことを示唆しています。」
研究者らはまた、その歯には他の連鎖球菌種が事実上存在していないことも発見した。 これは、口腔バイオフィルムの自然なバランスが崩れ、ミュータンス菌が他の連鎖球菌を打ち負かし、発病前の状態になったことを示しています。
古代の DNA サンプリング前の歯の例。 これは研究で採取された歯ではないことに注意してください。 クレジット: ダブリン トリニティ カレッジ、ララ キャシディ博士
研究チームはまた、現代のマイクロバイオームは私たちの祖先のマイクロバイオームに比べて多様性が低いという「消滅するマイクロバイオーム」仮説を支持する証拠も発見した。 生物多様性の損失は人間の健康に影響を与える可能性があるため、これは懸念の原因です。 青銅器時代の2本の歯からは、歯周病に関係する細菌であるタンネレラ・レンギョウの非常に多様な菌株が生成されていました。
「ヨーロッパ、日本、米国に由来する現代のサンプルにもかかわらず、単一の古代の口から得られたこれらの株は、私たちのデータセット内のどの現代の株よりも遺伝的に互いに異なっていました」とイゾルト・ジャクソン博士は説明した。 トリニティの候補者であり、研究の筆頭著者。 「これは多様性の大きな喪失を意味しており、私たちはこの点をもっと理解する必要がある。」
中世以前から口腔細菌の完全なゲノムが回収されたものはほとんどありません。 著者らは先史時代の多様性を特徴づけることで、それ以降に起こった口腔微小環境の劇的な変化を明らかにすることができた。
キャシディ博士はさらに、「過去750年にわたり、レンギョウの単一系統が世界中で優勢になってきた。これは自然選択の明らかな兆候であり、ある系統が他の系統よりも優れた遺伝的優位性を持っているため、その頻度が急速に上昇する」と付け加えた。産業時代以降のレンギョウ株には、細菌が口内に定着して病気を引き起こすのを助ける多くの新しい遺伝子が含まれています。
「ミュータンス連鎖球菌も、最近系統の拡大と病原性に関連する遺伝子内容の変化を経験しています。これらは人類の砂糖の大量消費と一致していますが、現代のミュータンス連鎖球菌の個体群はより多様性に富んだままであり、S.ミュータンス系統では深い分裂が見られることがわかりました。」ミュータンス 進化ツリー キルラーのゲノムよりも古いものです。」
科学者らは、これはこれらの種のゲノム多様性を形成する進化メカニズムの違いによって引き起こされていると考えています。
「ミュータンス菌は交換に非常に熟練しています。 遺伝物質 「これは、有利なイノベーションが新しい技術のように S. mutans 系統全体に広がる可能性があることを意味します。」と Cassidy 博士は述べた。 イノベーションを容易に共有できるこの能力は、なぜこの種が優勢になって他の系統をすべて置き換えることなく、多くの多様な系統を保持しているのかを説明しているのかもしれない。」
実際、これらの病原菌は両方とも青銅器時代から今日まで劇的に変化しましたが、産業時代におけるごく最近の文化的変遷が計り知れない影響を与えているようです。
詳しくは：
Iseult Jackson et al、「青銅器時代の遺跡からの古代ゲノムは、ヒト口腔病生物の深い多様性と最近の適応エピソードを明らかにする」、分子生物学と進化 (2024)。 DOI: 10.1093/molbev/msae017 、 Academic.oup.com/mbe/article-l … .1093/molbev/msae017
によって提供された
トリニティ カレッジ ダブリン
引用: 4,000 年前の歯の遺伝的秘密が、何世紀にもわたる人類の食生活の変化の影響を明らかにする (2024 年 3 月 27 日) https://phys.org/news/2024-03-genetic-secrets-year より 2024 年 3 月 27 日に取得-歯を照らす.html
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#4000年前の歯の遺伝的秘密が何世紀にもわたる人類の食生活の変化の影響を明らかにする
2024-03-27 04:00:01