Taş Devri Diş Plaklarından Yeniden Aktive Edilen Genler, Kayıp Ağız Mikroplarını Ortaya Çıkarıyor – ScienceAlert

İnsanlık tarihinin 100.000 yıllık büyük bir dönemini kapsayan oral mikroflora genomlarının yeniden yapılandırılması, ağzımızı evimiz olarak görmeyi seven bakteri türlerinde şaşırtıcı bir değişimi ortaya çıkarmış olabilir.

Almanya ve ABD’nin dört bir yanından araştırmacılar, bir zamanlar bakteriler tarafından kullanılan proteinleri yeniden oluşturmak için dizileri kullanarak, insan ve Neandertal kalıntılarının diş plağından çıkarılan DNA’nın kodunu çözmek için bir araya geldi.

İnsanların barındırdığı mikropların incelenmesinde, artık vücudumuzun kişisel ekosisteminin bir parçası olmayan bakteriler hakkında bize fikir veren çok büyük bir andır. Gelecekte, bu bulgular yeni ilaç tedavileri geliştirmek için bile kullanılabilir.

Tartar veya kalsifiye diş plağı, mikroplar için mükemmel bir saklanma yeridir, bu nedenle diş hekiminiz her gün fırçalamanın ve diş ipi kullanmanın önemini vurgular. Bakteriler için koruma sağlamada ne kadar iyi olsa da, araştırmacılar eski örneklerden üzerinde çalışmak için yalnızca çok küçük DNA parçaları çıkarmayı başardılar. Bu, dizileri deşifre etmek için birçok bilimsel dedektiflik çalışması bıraktı.

“Tipik bir bakteri genomu 3 milyon baz çifti uzunluğundadır, ancak zaman, eski DNA’yı ortalama sadece 30 ila 50 baz çifti uzunluğunda parçalara ayırır.” diyor Massachusetts’teki Harvard Üniversitesi’nden antropolog Christina Warinner.

“Başka bir deyişle, her antik bakteri genomu 60.000 parçalık bir yapboz gibidir ve her bir diş taşı parçası milyonlarca genom içerir.”

Araştırmacılar 12 Neandertal (40.000 ila 102.000 yaş arası) ve 34 insan (150 ila 30.000 yaş arası) plaketi ile başladılar.

Önceden, bu tür genetik fragmanlar, modern mikrobiyal türlerin genomlarıyla karşılaştırılacaktı – yararlı bir referans, ancak yeni veya soyu tükenmiş türleri asla ortaya çıkarmayacak.

Bu durumda, araştırmacılar olarak bilinen bir süreci geliştirdiler. de novo montaj tekniğidaha küçük DNA parçalarının bütün bir genom oluşturabileceği yer.

Bu biraz, sadece bazı parçalardan oluşan bir yapbozu bir araya getirmeye çalışmak gibi bir şey ve üzerinde çalışılacak bir resim yok. Boşlukları doldurmaya çalışmak için çakışmaların ve örüntülerin belirlenmesi de dahil olmak üzere çeşitli hileler kullanılır ve tüm numuneler arasında üç yıllık dikkatli bir karşılaştırma ve analizin ardından bakteri genomları yeniden yapılandırılabilir.

Araştırmacılar, kayda değer kalitede genomlardan biyosentetik gen kümeleri adı verilen ortak bir dizi belirlediler. Bu kümelerdeki genler, bakterilerin içindeki proteinlerin yapımında önemli bir rol oynar.

“Bakteriler bu şekilde gerçekten karmaşık ve faydalı kimyasallar yapıyor” diyor Warinner. “Neredeyse tüm antimikrobiyallerimiz ve ilaç tedavilerimizin çoğu, sonuçta bu tür bakteriyel biyosentetik gen kümelerinden kaynaklanmaktadır.”

Yeniden yapılandırılmış DNA dizilerini modern bakterilere aktaran araştırmacılar, bir zamanlar atalarımızın ağızlarında yaşayan mikropların eski planlarına dayanan enzimleri başarıyla ürettiler. Bu enzimlerden biri olarak bilinen organik molekülleri üretti. furanlar, bugün bakteri hücreleri arasındaki sinyalleşmede yer alıyorlar.

Araştırmacılar, furan üreten enzimin her iki tarafındaki genler üzerinde yapılan bir araştırmaya dayanarak, bu özel versiyonun bakteriyel fotosentezi düzenlemede rol oynayabileceğinden şüpheleniyorlar.

Toplamda, en fazla sayıda yüksek kaliteli dizi, adı verilen bir bakteri cinsine ait görünüyordu. Klorobyum. Enerji için kükürdü okside etmek için ışık kullanabilen bu mikroplar, dişlerimizin arasına sokulmasını bekleyeceğimiz türde organizmalar değildir.

Bir zamanlar insan ağzında yaşamış, ağzımızı her açtığımızda bademciklerimizi ısıtan birkaç ışını emmeleri mümkün. Ya da gölet suyu içmenin bir sonucuydu.

Burada mikropları hayata döndürmekten bahsetmiyoruz – bakteri versiyonu Jurassic Parkı – eski genomlar, bilim insanlarına mikrobiyomumuzun on binlerce yıl içinde nasıl değişip evrimleşmiş olabileceğini anlatmakta faydalıdır.

Örneğin, bu bakterilerin neden artık ağzımızda olmadığı sorusu var – belki de davranış veya içme alışkanlıklarındaki bir değişiklik nedeniyle – bu, gelecekteki araştırmaların bakabileceği bir şey.

“Artık bu süreci büyütebiliriz” diyor Warinner. “Birdenbire, biyokimyasal geçmiş hakkındaki anlayışımızı büyük ölçüde genişletebiliriz.”

Araştırma yayınlandı Bilim.