Bacterii ciudate, rămase captive pe dinții unor neanderthalieni, ar putea să îi ajute pe oamenii de știință să dezvolte noi antibiotice, potrivit unui studiu publicat pe 4 mai în revista Science, care a utilizat placa dentară prelevată de la oameni preistorici și de la oameni moderni pentru a cerceta evoluția microbilor din cavitatea bucală, informează livescience.com.
Fiecare persoană deține propriul microbiom oral – un set de sute de specii de organisme microscopice, care „colonizează” cavitatea bucală. Incluzând sute de specii diferite de microorganisme prezente în orice moment, microbiomul oral este mare și divers și variază în funcție de mediul de viață al omului.
Pentru a investiga străvechiul microbiom oral uman, Christina Warinner, cercetătoare în arheologie biomoleculară la Universitatea Harvard din Statele Unite, a inventat tehnici noi cu scopul de a analiza placa dentară a oamenilor preistorici, care s-a întărit devenind calcul, numit și tartru. „Calculul dentar este singura parte a organismului nostru care se fosilizează în mod obișnuit în timp ce suntem încă în viață”, a declarat coordonatoarea studiului. De asemenea, tartrul deține cea mai mare concentrație de ADN străvechi dintre toate fragmentele unui schelet preistoric.
Dispunând de doar câteva miligrame de calcul dentar, Christina Warinner a putut să izoleze miliarde de catene scurte de ADN de la sute de specii amestecate, apoi a recombinat acele catene pentru a identifica speciile cunoscute. Însă studierea fosilelor preistorice implică o dificultate suplimentară: ADN-ul descoperit în calculii dentari ai oamenilor preistorici ar putea proveni de la microbi care au dispărut între timp de pe Terra.
În noul lor studiu, Christina Warinner și colegii ei au analizat calculi dentari de la 12 neanderthalieni – Omul de Neanderthal fiind unul dintre cei mai apropiați „verișori” dispăruți ai omului modern; de la 34 de rămășițe arheologice umane; și de la 18 de oameni moderni care au trăit de acum 100.000 de ani și până în prezent în Europa și Africa. Cercetătorii au secvențiat peste 10 miliarde de fragmente de ADN și le-au reasamblat în 459 de genomuri bacteriene, care reprezintă aproximativ 75% din totalul bacteriilor orale cunoscute.
Apoi, ei s-au concentrat pe două specii din genul bacterian Chlorobium, descoperite la șapte indivizi care au trăit în Pleistocenul Târziu (126.000 de ani – 11.700 de ani în urmă). Acele bacterii nu corespund niciunei specii cunoscute, dar sunt apropiate de C. limicola, o bacterie care a fost găsită în surse de apă asociate cu mediul de viață din peșteri.
Este posibil ca „acei oameni care trăiau în medii asociate cu peșterile să le fi dobândit în timp ce beau apă”, a declarat Christina Warinner.
Cele două specii din genul Chlorobium au fost aproape în întregime absente din tartrul oamenilor care au trăit în ultimii 10.000 de ani. Între Pleistocenul Târziu și Holocen (11.700 de ani în urmă și până în prezent), timp de aproape 100.000 de ani, oamenii au trăit în peșteri, au domesticit animale și au inventat materialele aflate la baza plasticului din secolul al XXI-lea – și toți aveau colonii bacteriene proprii și distincte. Modificările ce privesc frecvența de apariție a genului microbian Chlorobium s-au produs în paralel cu schimbările apărute în stilul de viață al strămoșilor noștri.
În zilele noastre, microbiomurile din cavitățile bucale ale oamenilor sunt drastic diferite. „Prin spălatul intensiv al dinților, bacteriile orale sunt ținute acum la niveluri mici. Considerăm de la sine înțeles că am modificat radical tipurile de viață cu care interacționăm”, a declarat Christina Warinner.
John Hawks, paleoantropolog la Universitatea Wisconsin, care nu a participat la acest studiu, a declarat într-un e-mail pentru Live Science că „un aspect interesant despre microbi este acela că unii dintre ei nu erau deloc cunoscuți ca fiind asociați cu gurile noastre; ei provin din apa bălților și a lacurilor. Ei ne spun că acele surse de apă erau probabil elemente regulate din stilul lor de viață”.
Autorii studiului au analizat și clusterele de gene biosintetice (BGC), acele clustere de gene necesare pentru a crea un compus specific, cu scopul de a identifica tipurile de enzime pe care speciile din genul Chlorobium le-au produs. Prin izolarea și înțelegerea unor astfel de BGC-uri, oamenii de știință ar putea dezvolta medicamente noi.
Atunci când au fost inserate în bacterii vii, BGC-urile Chlorobium au produs două noi enzime care ar fi putut juca un rol în fotosinteză. Noile tehnici folosite în cadrul acestui studiu ar putea să ducă în viitor la dezvoltarea de noi antibiotice, a precizat Christina Warinner.
„Bacteriile sunt, practic, sursa tuturor antibioticelor noastre – nu am mai descoperit nicio nouă clasă majoră de antibiotice în ultimii ani și suntem pe punctul de a rămâne fără antibiotice eficiente pe termen lung. Aceste metode ne oferă șansa de a căuta potențiale BGC-uri producătoare de antibiotice în trecut”, a adăugat coordonatoarea studiului.
Image credit: Copyright Werner Siemens Foundation/Felix Wey
Lasă un răspuns