يمكن استخدام البكتيريا المفقودة الموجودة في أسنان الإنسان البدائي لتطوير مضادات حيوية جديدة
أظهرت دراسة نُشرت في 4 مايو في المجلة أن البكتيريا الغريبة المحاصرة في أسنان إنسان نياندرتال قد تساعد الباحثين يومًا ما على تطوير مضادات حيوية جديدة. علوم (يفتح في علامة تبويب جديدة)، والتي استخدمت لوحة الأسنان من البشر القدامى والحديثين للتحقيق في تطور ميكروبات الفم.
كل شخص لديه الميكروبيوم الفموي الخاص به – مجموعة من مئات الأنواع من الكائنات الحية الدقيقة التي تستعمر أفواهنا. مع وجود مئات الأنواع المختلفة من الكائنات الحية الدقيقة في أي وقت ، يكون الميكروبيوم الفموي كبيرًا ومتنوعًا ، ويختلف بناءً على بيئة الشخص التي يعيش فيها.
للتحقيق في الميكروبيوم الفموي البشري القديم ، كريستينا وارينر (يفتح في علامة تبويب جديدة)عالم الآثار الجزيئي الحيوي في جامعة هارفارد ، اخترع تقنيات جديدة لتحليل لوحة الأسنان البشرية في عصور ما قبل التاريخ والتي تصلبت في حساب التفاضل والتكامل ، وتسمى أيضًا الجير. قال وارنر لـ Live Science: “حساب التفاضل والتكامل السني هو الجزء الوحيد من جسمك الذي يتحفور بشكل روتيني بينما لا تزال على قيد الحياة”. كما أنه يحتوي على أعلى تركيز للحمض النووي القديم في أي جزء من هيكل عظمي قديم.
باستخدام بضع مليغرامات فقط من حساب التفاضل والتكامل للأسنان ، يمكن لوارينر عزل المليارات من شظايا الحمض النووي القصيرة من مئات الأنواع المختلطة معًا ، ثم إعادة تجميع هذه الأجزاء معًا لتحديد الأنواع المعروفة. وتضع دراسة البقايا القديمة عقبة إضافية: قد يكون الحمض النووي الموجود في حساب التفاضل والتكامل السني للبشر السابقين من الميكروبات التي انقرضت.
في دراستهم الجديدة ، قامت وارنر وزملاؤها بتحليل حساب الأسنان من 12 إنسان نياندرتال ، أحد أقرب الأقارب البشريين المنقرضين. 34 من البشر الأثريين ؛ و 18 إنسانًا معاصرًا عاشوا منذ 100000 عام حتى الوقت الحاضر في أوروبا وأفريقيا. قاموا بتسلسل أكثر من 10 مليارات جزء من الحمض النووي وأعادوا تجميعها في 459 جينوم بكتيري ، حوالي 75 ٪ منها تم تعيينها لبكتيريا الفم المعروفة.
متعلق ب: قد تفسر بكتيريا الفم سبب كره بعض الأطفال للبروكلي
ثم ركز الباحثون على نوعين من جنس البكتيريا يسمى كلوروبيوم وجدت في سبعة العلوي عصر البليستوسين (من 126000 إلى 11700 سنة) فرد في الدراسة. الأنواع غير المعروفة لا تتطابق تمامًا مع أي نوع معروف ، ولكنها قريبة منها C. limicola، والتي توجد في مصادر المياه المرتبطة ببيئات الكهوف.
قال وارنر إنه من المحتمل أن “هؤلاء الناس الذين كانوا يعيشون في هذه البيئات المرتبطة بالكهوف حصلوا عليها في مياه الشرب”.
هؤلاء كلوروبيوم الأنواع كانت شبه غائبة تمامًا عن الجير في الأشخاص الذين عاشوا في العشرة آلاف سنة الماضية. بين العصر الجليدي العلوي والهولوسين (منذ 11700 عام حتى الوقت الحاضر) ، عاش البشر على مدى حوالي 100000 عام في الكهوف والحيوانات الأليفة واخترعوا البلاستيك في القرن الحادي والعشرين – وكلها لها مستعمراتها البكتيرية المميزة. تغييرات في كلوروبيوم يبدو أن التردد يوازي تغييرات أسلافنا في نمط الحياة.
في الوقت الحاضر ، تختلف الميكروبيومات في أفواه الناس اختلافًا جذريًا. قال وارينر: “مع تنظيف الأسنان المكثف ، يتم الاحتفاظ الآن بمستويات منخفضة من بكتيريا الفم”. “نحن نعتبر أننا قد غيرنا بشكل جذري أنواع الحياة التي نتفاعل معها.”
جون هوكس (يفتح في علامة تبويب جديدة)قال عالم الأنثروبولوجيا القديمة بجامعة ويسكونسن ، والذي لم يشارك في الدراسة ، لـ Live Science في رسالة بريد إلكتروني أن “أحد الأشياء الرائعة حقًا حول الميكروبات هو أن بعضها لم يكن معروفًا من أفواهنا على الإطلاق ؛ لقد أتوا من البركة يخبرنا أن مصادر المياه هذه كانت على الأرجح سمات منتظمة لأساليب حياتهم “.
قام الفريق أيضًا بتحليل ما يسمى بمجموعات الجينات التخليقية الحيوية (BGC) ، أو مجموعات الجينات اللازمة لإنشاء مركب معين ، لتحديد الإنزيمات كلوروبيوم الأنواع المنتجة. من خلال عزل وفهم BGCs ، يمكن للعلماء تطوير أدوية جديدة.
عند إدخاله في البكتيريا الحية ، فإن كلوروبيوم أنتجت BGCs اثنين من الإنزيمات الجديدة التي ربما لعبت دورًا في عملية التمثيل الضوئي. قال وارينر إن التقنيات الجديدة يمكن أن تؤدي في يوم من الأيام إلى مضادات حيوية جديدة.
قال وارينر: “البكتيريا هي مصدر جميع المضادات الحيوية لدينا تقريبًا – لم نكتشف أي فئات رئيسية جديدة من المضادات الحيوية في العامين الماضيين ، ونفاد”. “تمنحنا هذه الأساليب الفرصة للبحث عن BGCs المنتجة للمضادات الحيوية في الماضي.”
