Ископаемые человеческие экскременты с 14-го века показали самые ранние доказательства гонки вооружений в человеческом пищеварительном тракте. Наши кишечные бактерии, это кажется, использовали антибиотики задолго до того, как люди разработали лекарства как пенициллин.Бактерии, живущие в Вашем кишечнике, являются территориальными маленькими сосунками. Когда новые микроорганизмы прибывают, местные жители отбивают их с антибиотиками.
Внедряющиеся виды отвечают путем развития неприкосновенности от этих составов. Таким образом, местные бактерии в Вашем пищеварительном тракте — известный как микробиом — развивают еще более сильнодействующие антибиотики. Эта война, вероятно, вела в человеческом кишечнике целую вечность, но у ученых было мало доказательств его истории.Это теперь изменяется, благодаря удивлению находят в Намюре, Бельгия.
Проект городской застройки там раскопал некоторые исторические испражнения в 1996. Раскопки под городской площадью показали уборные от Средневековья, похороненного 4 метра глубиной. Каждый держал запечатанные баррели фекалий, не переданных почти за 700 лет.Палеомикробиологи тщательно извлекли фоссилизируемые экскременты — известный как coprolites (они немного походят на камни формы кормы) — от баррелей, чтобы препятствовать тому, чтобы современные бактерии и вирусы загрязнили средневековые микроорганизмы.
Сохраненный фекальный депозит в конечном счете шлепнулся в лабораторию вирусологии Кристели Деню в Единице Исследования на Инфекционных и Появляющихся тропических болезнях (URMITE) в Марселе, Франция.Ее бригаде надоедают в coprolite, извлекая часть его ядра приблизительно вес никеля.
Электронная микроскопия выставила подобные вирусу структуры, наперченные всюду по образцам. Когда бригада упорядочила геномы всех вирусов в древней корме, они обнаружили, что большинство из них было любящими бактерии вирусами, названными бактериофагами или «фагами» для краткости Фаги являются грузовыми судами бактериального мира, поднимая гены с одной бактерии и передавая их другому.
Иногда, этот процесс прививает их бактериальных хозяев с эволюционным преимуществом. Действительно, исследователи наблюдали современные фаги, отправляющие гены устойчивости к антибиотику между бактериями, вызывающими инфекции, таким образом увеличивая их ядовитость.Деснуес и ее бригада обнаружили, что геномы фага от coprolite были упакованы генами устойчивости к антибиотику, как они сообщают онлайн в этом месяце в Прикладной и Экологической Микробиологии. Это поддерживает это, бактериофаги являются древним резервуаром генов устойчивости в пищеварительном тракте, датируясь, насколько Средневековье, говорит Деснуес.
Более широкое разнообразие генов устойчивости к антибиотику наблюдалось в coprolite. “Было удивительно, что древний табурет имел больше [устойчивость к антибиотику] гены, чем современные образцы кала”, говорит Джереми Барр, микробиолог в Университете Сан-Диего в Калифорнии, не связанный с исследованием. Если этот coprolite экземпляр является представительным для периода времени, то сокращение этих генов в течение долгого времени может отражать, что современная санитария в кормовых базах или водоснабжении ослабила обороноспособность бактерий пищеварительного тракта, говорит он.
Интересно, исследование бригады Деснуеса показывает, что фаги также несли метаболические гены, снабжающие бактерии хозяина способностью обработать жиры и аминокислоты, которые могут быть чертами, сделавшими их настолько полезными для нашего кишечника во-первых. Члены человеческого микробиома помогают нам еда обзора, умеряют воспламенение и могут бороться с ожирением — таким образом, их устойчивость к антибиотикам фактически приносит пользу нам.
“Это – как будто нам нужны эти фаги как часть нашего микробиома”, говорит Винсент Рэкэнилло, микробиолог в Колумбийском университете, не вовлеченный в исследование. Он говорит, что, хотя разновидности фагов пищеварительного тракта изменялись в течение долгого времени, главные гены, которые они обменивают, остались тем же. “Мы развились как люди для размещения [фагов пищеварительного тракта] для функций, которые они обеспечивают — это – самая холодная часть”.