5 Minute
Dinți antici conservă genomuri microbiene vechi de peste un milion de ani
O echipă internațională de cercetare condusă de Centrul de Paleogenetică (Universitatea Stockholm și Muzeul Suedez de Istorie Naturală) a recuperat ADN microbian din rămășițe de mamut lânos și mamut de stepă care datează de peste un milion de ani. Publicat în Cell, studiul reprezintă cel mai vechi ADN microbian asociat gazdei identificat vreodată și oferă o fereastră rară asupra microbiomelor megafaunei dispărute.
Echipa a analizat secvențe microbiene din 483 de exemplare de mamut, dintre care 440 au fost secvențiate pentru prima dată. Printre probe s-a numărat un mamut de stepă datat la aproximativ 1,1 milioane de ani. Folosind metode moderne de extracție a ADN-ului antic, secvențiere de mare capacitate și filtre bioinformatice riguroase, cercetătorii au separat microbii care probabil trăiau în sau pe mamutii vii de cei care au colonizat rămășițele post-mortem. Proiectul a combinat paleogenetica și genomica microbiană pentru a împinge limitele conservării ADN-ului asociat gazdei mult mai înapoi în timp decât s-a raportat anterior.
„Imaginează-ți că ții în mână dintele unui mamut vechi de un milion de ani. Ce-ar fi dacă ți-aș spune că el păstrează încă urme ale microbilor antici care trăiau alături de acel mamut? Rezultatele noastre deplasează studiul ADN-ului microbian dincolo de un milion de ani,” a spus Benjamin Guinet, cercetător postdoctoral și autor principal. „Aceasta deschide noi posibilități pentru a studia cum au evoluat microbii asociați gazdelor în paralel cu gazdele lor.”
Metode, linii microbiene și genomuri reconstruite
Cercetătorii au aplicat secvențiere metagenomică țintită și fluxuri de lucru computaționale atente la contaminare pentru a detecta semnale microbiene antice autentice. Analizele au relevat șase clade microbiene asociate repetat cu țesuturile mamutilor de-a lungul timpului și geografiei. Acestea includ rude ale Actinobacillus, Pasteurella, Streptococcus și Erysipelothrix — genuri cunoscute astăzi pentru asocieri cu gazdele care variază de la comensalism la boli.
Notabil, echipa a reconstruit genomuri parțiale de Erysipelothrix din mamutul de stepă de 1,1 milioane de ani, obținând cele mai vechi fragmente genomice microbiene asociate gazdei înregistrate. O linie legată de Pasteurella identificată în studiu este înrudită îndeaproape cu un patogen implicat în focare fatale la elefanții africani, ceea ce ridică posibilitatea că infecții similare ar fi putut afecta populațiile de mamut. Totuși, diferențierea impactului patogenic de colonizarea de fond rămâne dificilă din cauza degradării ADN-ului și a comparatoarelor clinice limitate.
„Pe măsură ce microbii evoluează rapid, obținerea unor date ADN fiabile pe parcursul a peste un milion de ani a fost ca urmarea unei poteci care se rescria mereu,” a spus autorul principal Tom van der Valk. „Aceste descoperiri arată că rămășițele antice pot păstra perspective biologice mult dincolo de genomul gazdei.”
Implicații ecologice și evolutive
Descoperirea că anumite linii microbiene au coexistat cu mamutii timp de sute de mii de ani sugerează relații stabile gazdă–microb care au traversat ecosisteme pleistocene. Aceste asocieri au acoperit arii geografice extinse și scale temporale — de acum peste un milion de ani până la ultimii mamuți lânosi de pe Insula Wrangel, acum aproximativ 4.000 de ani. Deși studiul nu poate demonstra definitiv că microbii au cauzat declinuri sau extincții, el scoate în evidență microbii ca un factor puțin explorat în sănătatea, adaptarea și reziliența megafaunei.
De asemenea, cercetarea ilustrează cum paleogenomica și metagenomica pot reconstrui aspecte ale biologiei speciilor dispărute dincolo de ADN-ul nuclear sau mitocondrial, extinzându-se la ecologia bolilor și evoluția microbiană.
Perspectivă a expertului
Dr. Elena Ruiz, o paleomicrobiologă fictivă de la Universitatea Cambridge, comentează: „Recuperarea microbilor asociați gazdei din material vechi de un milion de ani este o performanță tehnică remarcabilă. Aceste date ne permit să urmărim linii evolutive legate de boli antice și să întrebăm dacă coevoluția pe termen lung gazdă–microb a influențat supraviețuirea megafaunei. Eșantionarea viitoare și studiile experimentale vor fi cruciale pentru a conecta genomurile microbiene cu patologia sau imunitatea la animalele dispărute.”
Concluzie
Studiul extinde frontiera cercetării ADN-ului antic demonstrând că ADN-ul microbian asociat gazdelor poate persista peste un milion de ani. Prin secvențierea a sute de probe de mamut și reconstruirea genomurilor microbiene parțiale, cercetătorii au descoperit linii bacteriene de durată — inclusiv candidați înrudiți cu patogeni moderni ai elefanților. Descoperirile oferă instrumente și întrebări noi pentru paleogenetică, evoluția microbiană și ecologia megafaunei dispărute, subliniind rolul microbilor în istoria profundă a vieții pe Pământ.
Sursa: sciencedaily
Comentarii