牙齿骨架上的“微生物庞贝古城”

一个国际科研小组在上千年的牙齿骨架上发现了一座“微生物的庞贝古城”。他们发现古代细菌和极小的食物残渣被封存在了牙结石里面，使得这些牙结石成为了一座座微生物菌群的矿化坟墓。
科研小组发现，尽管千百年来人们的饮食和卫生习惯已经发生了很大的变化，但古人类的口腔中大量携带的机会致病菌，竟然和现代牙周病的致病菌是相同的。
研究人员还发现，古人类的口腔微生物竟已拥有了抗药性的基本遗传机制，这比人类首创抗生素治疗法的20世纪40年代还要早800年。此外，科学家还通过还原牙结石中食物残渣的DNA，重现了古人类的食谱，已发现的有各种蔬菜，这可以为考古学提供一些依据。
这项刊登在《自然遗传学》杂志上的研究成果，揭示了口腔中缓慢形成的牙结石，在埋入土壤后能够保持更加稳定的状态以更好地保存其生物分子，而不至于像骨骼的生物分子那样在土壤中会迅速流失。这一发现开启了以克里斯蒂娜・瓦琳娜博士为首的科学家们对于土壤中保存完好的古代DNA的研究之路。
他们先用鸟枪法对牙结石上的DNA进行排序，重构了一种主要的牙周病原体的基因组，使得从古代牙结石中获得食物分子第一手基因证据成为可能。
但是要分析这浩如烟海的数据需要克服生物信息学方面的巨大挑战，即像拼碎片拼图一样对数以万计的基因序列进行分类和鉴别，以重建复杂的古代口腔微生物学形态。牙结石是一扇通往历史的窗口，或将被证明是人类伴生微生物保存最完整的记录之一。
约克大学的马修・柯林斯教授则指出，牙结石上的食物碎屑虽然很微小，但是其保存程度是极好的。这意味着在这矿化基质中埋藏着一个微生物群，一个微生物的庞贝古城。
瓦琳娜博士补充道：“牙结石既是一个储存库，又是一个陷阱，既可以长期储存口腔里的微生物，又可以捕获食物和周边环境里的碎屑。这让我们有办法通过它研究健康和疾病问题，甚至能通过它重现出每个人的生命活动史。我们现在能在一个小小的样品上获得这么丰富的信息，这是史无前例的。”
这项课题对于研究人类口腔微生物进化和牙周疾病起源有着广泛的影响。由慢性炎症引发的骨质流失和牙齿脱落类牙周疾病，会造成牙齿蛋白质组显著的病变。牙周疾病是由现代人的生活方式造成的，这种疾病在人类、家养宠物、动物园养动物身上很普遍，而在野生动物中很罕见。
柯林斯教授提到：“可以想象，当发现这些微生物的演化与人类饮食、卫生及医疗如此密不可分时，大多数考古学家会将注意力从牙齿本身转移到牙结石上。”
寇鑫楠/编译
内容来源：science daily网站

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