Кишечный микробиом — сообщество триллионов микроорганизмов (бактерий, вирусов и грибов), населяющих пищеварительный тракт. Он играет ключевую роль в обеспечении нормальной работы организма: от переваривания богатой клетчаткой пищи до синтеза витаминов и «обучения» иммунной системы.
В последние годы кишечный микробиом стал объектом пристального изучения, причем не только из-за его связи с многими системами организма. Появились доказательства того, что на состав микробиома влияет образ жизни, а это, в свою очередь, может сказываться на здоровье. Исследования, в частности, показали, что у жителей индустриально развитых стран наблюдается значительное снижение разнообразия состава микробиома по сравнению с людьми, ведущими традиционный образ жизни.
При этом жители индустриальных стран чаще страдают от аутоиммунных заболеваний, диабета второго типа, ожирения и других хронических недугов, которые редко встречаются в группах, не затронутых индустриализацией. Способствует ли утрата разнообразия микробиома развитию этих заболеваний, пока не ясно.
Команда исследователей из Стэнфордского университета и нескольких других научных центров США решила выяснить, был ли кишечный микробиом древних Homo sapiens разнообразным и сохранял ли он свои характерные черты на протяжении тысячелетий.
Ученые, статья которых опубликована в журнале Nature, провели первое глубокое сравнение кишечных микробиомов двух групп людей: представителей народа хадза из Танзании, одной из немногих сохранившихся в мире групп охотников-собирателей, и народа цимане — коренных жителей боливийской Амазонии, занимающихся собирательством и земледелием. Обе эти группы ведут образ жизни, лишь в незначительной степени затронутый индустриализацией.
Исследователи применили метод глубокого метагеномного секвенирования, позволяющий прочитать всю микробную ДНК, содержащуюся в образце кала. Оказалось, микробиом среднестатистического представителя народа хадза насчитывает около 750 видов микроорганизмов (к примеру, у среднестатистического жителя Калифорнии их всего 250). В кишечнике представителей народа цимане обитает примерно 1400 различных видов микроорганизмов.
Хотя предковые популяции, давшие начало этим двум группам, географически разделились десятки тысяч лет назад, кишечные микробиомы хадза и цимане имеют свыше 1230 общих видов микробов (около 90%). Большинство этих видов — приблизительно 60% — встречаются крайне редко или вовсе отсутствуют в микробиоме жителей индустриальных стран.
Сходство микробиомов хадза и цимани удивило исследователей, в том числе потому, что рацион питания этих двух народов существенно различается. Хадза охотятся на млекопитающих, ловят птиц и рыбу, собирают плоды, клубни и ягоды. Народ цимане, напротив, значительную часть продуктов питания выращивает (плантаны (сорт бананов), рис, маниок, кукурузу) и потребляет много клетчатки. В их рацион также входит нежирное мясо рыбы, пекари и других лесных животных.
С помощью методов популяционно-генетического анализа ученые оценили время расхождения микробных штаммов у 636 видов микроорганизмов, общих для хадза и цимани, но отсутствующих в микробиомах жителей индустриально развитых стран. Для многих видов эти оценки совпали по времени с периодами масштабных доисторических волн миграций людей из Африки и заселения ими Америки.
Это свидетельствует о том, что разнообразный кишечный микробиом мигрировал вместе с людьми по всему миру и сохранялся на протяжении тысячелетий, передаваясь из поколения в поколение, заключили исследователи.