Микробиомы неандертальцев и современных людей похожи

Международная команда ученых, возглавляемая специалистами из Болонского университета (Италия), исследовала микробиом кишечника неандертальцев. Статья с результатами этой работы опубликована в журнале Communications Biology. Материалом для исследования послужили отложения в пещере Эль-Сальте близ испанского города Аликанте. В этой пещере обитали неандертальцы примерно 60–45 тысяч лет назад.

14 образцов отложений возрастом около 50 тысяч лет, изученные в данной работе, были обогащены копролитами — окаменевшими фекалиями. Соотношение специфических липидных маркеров указывало на принадлежность фекалий человеку.

Специалисты провели метагеномное секвенирование копролитов, используя метод дробовика (shotgun). Они обнаружили как древнюю ДНК человека, так и ДНК микроорганизмов, обитающих в его кишечнике. Человеческую митохондриальную ДНК ученые определили как неандертальскую. Анализ древней ДНК прокариот выявил 17 филумов бактерий и один филум архей. Среди них присутствовали несколько семейств микроорганизмов, живущих в почве и воде, но также были обнаружены 210 видов бактерий из 24 семейств, характерных для кишечного микробиома человека.

Для 60 видов было показано близкое родство с бактериями кишечника современного человека. Среди них оказались бактерии родов Blautia, Dorea, Roseburia, Rumunicoccus, Subdoligranulum, Faecalibacterium и Bifidobacterium — хорошо известные симбионты кишечника, которые производят из пищевых волокон короткоцепочечные жирные кислоты (в основном ацетаты и бутираты). Кроме того, в образцах присутствовали бактерии рода Bifidobacterium, которые обеспечивают расщепление углеводов молока и необходимы в младенческом возрасте, а также играют важную роль в формировании иммунитета. Помимо полезных бактерий в микробиоме неандертальцев были обнаружены и условно-патогенные виды, также характерные для кишечника человека.

Эти данные приводят ученых к гипотезе, что основное (коровое) микробное сообщество, необходимое для здоровой жизнедеятельности, имеет древнее происхождение и сложилось еще до расхождения линий неандертальца и современного человека, что произошло более 700 тысяч лет назад.

«Поскольку мы никогда не можем абсолютно исключить контаминацию современной ДНК, к нашим данным нужно отнестись с некоторой осторожностью. Тем не менее, обнаружение у неандертальцев корового микробиома кишечника говорит в пользу древнего формирования симбиоза с бактериями, в большой степени влияющего на здоровье человека», — комментируют авторы.

Ученые сравнили состав микробиома неандертальцев и современных людей из разных популяций: охотников-собирателей, ведущих традиционный образ жизни (африканских хадза и амазонских матсес), перуанских земледельцев тунапуко и представителей западных цивилизаций Италии и США. Неандертальский микробиом оказался гораздо ближе к микробиому современных охотников-собирателей и земледельцев, чем к микробиому жителей урбанистического общества. При этом с переходом от традиционного уклада к индустриальному разнообразие кишечнных микроорганизмов снижается. В частности, теряются полезные бактерии: представители семейств Spirochaetaceae, Prevotella, Desulfovibrio. Последствия этой потери выражаются в повышении частоты воспалительных и аутоиммунных заболеваний, метаболического синдрома, диабета и рака кишечника.

«Процесс обеднения кишечной микробиоты в современных западных урбанистических популяциях может быть тревожным сигналом», — говорит первый автор статьи Симоне Рампелли, доцент Болонского университета. Ученые считают, что этому процессу до некоторой степени можно противостоять. Терапевтические стратегии включают изменение образа жизни, а также использование пробиотиков и пребиотиков и другие воздействия на микробиоту кишечника.