Τα παράξενα βακτήρια που παγιδεύτηκαν στα δόντια των Νεάντερταλ θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους ερευνητές να αναπτύξουν νέα αντιβιοτικά.
Αυτό αναφέρεται σε επιστημονική μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science. Χρησιμοποιήθηκε οδοντική πλάκα από προϊστορικούς και σύγχρονους ανθρώπους για να διερευνήσει την εξέλιξη των μικροβίων της στοματικής κοιλότητας.
Κάθε άνθρωπος έχει το δικό του στοματικό μικροβίωμα, δηλαδή ένα σύνολο εκατοντάδων ειδών μικροσκοπικών οργανισμών που «ζουν» στη στοματική μας κοιλότητα. Με εκατοντάδες διαφορετικά είδη μικροοργανισμών ανά πάσα στιγμή, το στοματικό μικροβίωμα είναι μεγάλο και ποικιλόμορφο, ενώ σημαντικό ρόλο παίζει και το περιβάλλον στο οποίο ζει το άτομο.
Για να διερευνήσει το προϊστορικό ανθρώπινο στοματικό μικροβίωμα, η Κριστίνα Γουάρινερ, βιομοριακή αρχαιολόγος στο πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, επινόησε νέες τεχνικές για την ανάλυση της προϊστορικής ανθρώπινης οδοντικής πλάκας που έχει σκληρυνθεί σε πέτρα. «Η οδοντική πέτρα είναι το μόνο μέρος του σώματός μας που απολιθώνεται συστηματικά ενώ είμαστε ακόμα ζωντανοί», δήλωσε η ίδια.
Με μόλις μερικά χιλιοστόγραμμα οδοντικής πέτρας, η Κριστίνα Γουάρινερ μπόρεσε και απομόνωσε δισεκατομμύρια μικρά θραύσματα DNA από εκατοντάδες είδη, όλα ανακατεμένα μεταξύ τους, και στη συνέχεια τα συνταίριαξε με σκοπό να ταυτοποιήσει τα γνωστά είδη. Ωστόσο, η μελέτη προϊστορικών οστών θέτει ένα επιπλέον εμπόδιο: Το DNA που βρέθηκε στην οδοντική πέτρα των ανθρώπων του παρελθόντος μπορεί να προέρχεται από μικρόβια που έχουν εξαφανιστεί.
Στη νέα μελέτη, η Γουάρινερ και οι συνεργάτες της ανέλυσαν οδοντική πέτρα από 12 Νεάντερταλ, δηλαδή από τους πλησιέστερους εξαφανισμένους ανθρώπινους συγγενείς μας, από 34 ανθρώπινα αρχαιολογικά κατάλοιπα και από 18 σύγχρονους ανθρώπους που έζησαν 100.000 χρόνια πριν και μέχρι σήμερα στην Ευρώπη και την Αφρική. Οι ερευνητές ανέλυσαν την αλληλουχία περισσότερων από 10 δισεκατομμυρίων θραυσμάτων DNA και τα επανασυναρμολόγησαν σε 459 βακτηριακά γονιδιώματα, τα οποία αντιπροσωπεύουν περίπου το 75% όλων των γνωστών στοματικών βακτηρίων.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές επικεντρώθηκαν σε δύο είδη του βακτηριακού γένους Chlorobium, τα οποία βρέθηκαν σε επτά άτομα από την εποχή του Ύστερου Πλειστόκαινου (126.000 έως 11.700 χρόνια πριν). Αυτά τα βακτήρια δεν αντιστοιχούν σε κανένα γνωστό είδος, αλλά σχετίζονται με το C. limicola, ένα βακτήριο που έχει βρεθεί σε πηγές νερού που σχετίζονται με τη ζωή των σπηλαίων. Είναι πιθανό ότι «όσοι άνθρωποι ζούσαν σε περιβάλλοντα που συνδέονται με σπηλιές τα απέκτησαν ενώ έπιναν νερό», είπε η Κριστίνα Γουάρινερ. Τα δύο είδη του γένους Chlorobium απουσιάζουν σχεδόν εξ ολοκλήρου από την πέτρα των ανθρώπων που ζουν τα τελευταία 10.000 χρόνια.
Μεταξύ του Ύστερου Πλειστόκαινου και του Ολόκαινου (πριν από 11.700 χρόνια έως σήμερα), για σχεδόν 100.000 χρόνια, οι άνθρωποι ζούσαν σε σπηλιές, εξημέρωναν ζώα και εφηύραν τα υλικά πίσω από τα πλαστικά του 21ου αιώνα – και όλα είχαν τις δικές τους και ξεχωριστές βακτηριακές αποικίες. Οι αλλαγές σχετικά με τη συχνότητα εμφάνισης του μικροβιακού γένους Chlorobium συνέβησαν παράλληλα με τις αλλαγές στον τρόπο ζωής των προγόνων μας. Στις μέρες μας, τα μικροβιώματα στις στοματικές κοιλότητες των ανθρώπων είναι διαφορετικά. «Μέσω του εντατικού βουρτσίσματος των δοντιών, τα στοματικά βακτήρια διατηρούνται πλέον σε χαμηλά επίπεδα. Θεωρούμε δεδομένο ότι έχουμε αλλάξει ριζικά τους τύπους ζωής με τους οποίους αλληλεπιδρούμε», δήλωσε η Κριστίνα Γουάρινερ.
Ο Τζον Χοκς, ένας παλαιοανθρωπολόγος στο πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν που δεν συμμετείχε στη μελέτη, είπε στο Live Science σε ένα email ότι «ένα ενδιαφέρον πράγμα σχετικά με τα μικρόβια είναι ότι ορισμένα από αυτά δεν ήταν γνωστά από το στόμα μας, αλλα προέρχονται από τα νερά των λιμνών. Κάτι τέτοιο μας δείχνει ότι οι πηγές νερού ήταν πιθανώς τακτικά στοιχεία του τρόπου ζωής τους».
Οι συγγραφείς της μελέτης ανέλυσαν επίσης τις συστάδες βιοσυνθετικών γονιδίων (BGCs), εκείνες τις συστάδες γονιδίων που απαιτούνται για τη δημιουργία μιας συγκεκριμένης ένωσης, με στόχο τον εντοπισμό των τύπων ενζύμων που παρήγαγε το είδος Chlorobium. Με την απομόνωση και την κατανόηση τέτοιων BGC, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να αναπτύξουν νέα φάρμακα. Όταν εισήχθησαν σε ζωντανά βακτήρια, τα BGC του χλωροβίου παρήγαγαν δύο νέα ένζυμα που μπορεί να έπαιξαν ρόλο στη φωτοσύνθεση.
Οι νέες τεχνικές που χρησιμοποιούνται σε αυτή τη μελέτη θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην ανάπτυξη νέων αντιβιοτικών στο μέλλον, δήλωσε η Κριστίνα Γουάρινερ.
«Τα βακτήρια είναι η πηγή σχεδόν όλων των αντιβιοτικών μας. Δεν έχουμε ανακαλύψει καμία σημαντική νέα κατηγορία αντιβιοτικών τα τελευταία χρόνια και είμαστε στα πρόθυρα να ξεμείνουμε από αποτελεσματικά αντιβιοτικά μακροπρόθεσμα. Αυτές οι μέθοδοι μας δίνουν ευκαιρία να αναζητήσουμε πιθανούς παραγωγούς αντιβιοτικών BGC στο παρελθόν», πρόσθεσε η συντονίστρια της μελέτης.
Με πληροφορίες απο LiveScience
