Մարդկությունը կորցնում է սերնդեսերունդ փոխանցվող աղիքային միկրոֆլորան․ հետազոտություն

Աղիքային բակտերիաները, հնարավոր է, մարդուն ուղեկցում են արդեն հազարամյակներ, սակայն դրանցից շատ տեսակներ բացակայում են արդյունաբերապես զարգացած հասարակություններում։ Հետազոտության արդյունքները հրապարակվել են Nature ամսագրում։

Մարդու աղիներում բնակվող բակտերիաների որոշ տեսակներ կարող էին մեր նախնիներին ուղեկցել տասնյակ հազարավոր տարիներ։ Քանի մարդիկ տեղաշարժվում էին աշխարհով մեկ և ընտանիքներ կազմում, ըստ ամենայնի, այդ միկրոբները փոխանցվում էին սերնդեսերունդ։ Նոր հետազոտությունը բացահայտել է այս ընդհանուր պատմության հետքերը միմյանցից բավականին մեծ հեռավորության վրա ապրող երկու համայնքներում։ Ցիմանե ժողովուրդն ապրում է Բոլիվիայի Ամազոնիայում, իսկ հադզաները՝ Տանզանիայի հյուսիսում (հայտնում է PlanetToday-ը)։ Չնայած նման հեռավորությանը՝ երկու խմբերի աղիներում էլ բնակվում են բակտերիաների նույն տեսակներից շատերը։ Հնարավոր է՝ նրանց նախնիները եղել են այս տեսակների կրողները շատ ավելի վաղ, քան այս համայնքները սկսել են ապրել տարբեր մայրցամաքներում։

Այս բակտերիաներից շատերն այժմ հազվադեպ են հանդիպում կամ իսպառ բացակայում են արդյունաբերապես զարգացած երկրների բնակիչների մոտ։ Գիտնականները ցանկանում են հասկանալ, թե հատկապես ինչն է անհետացել, և արդյոք այդ կորուստը որևէ նշանակություն ունի առողջության համար։

Աղիներում բնակվում է մանրէաբանական օրգանիզմների, այդ թվում՝ բակտերիաների, մի ամբողջ համայնք։ Միասին վերցրած՝ այս միկրոբները ձևավորում են այն, ինչ գիտնականներն անվանում են «աղիքային միկրոբիոմ»։ Սնունդը և այլ մարդկանց հետ շփումն օգնում են ձևավորել այս համայնքը։ Սակայն դրա որոշ ներկայացուցիչների պատմությունը կարող է շատ ավելի հին լինել, քան հենց մարդու կյանքի տևողությունը։

Մանրէաբան Ջասթին Զոնենբուրգը և նրա գործընկերներն ուսումնասիրել են այս հնարավորությունը՝ համեմատելով ցիմանե և հադզա ժողովուրդներին։ Ցիմանեները զբաղվում են երկրագործությամբ, ձկնորսությամբ և վայրի բույսերի ու մթերքի հավաքչությամբ, իսկ հադզաները որսորդ-հավաքիչներ են։

Երկու պոպուլյացիաներում էլ մինչ օրս բնակվում են բազմաթիվ միկրոբներ, որոնք հետազոտողները հազվադեպ են հայտնաբերում արդյունաբերական երկրներում։ Այս միկրոբների ուսումնասիրությունը կարող է օգնել պարզելու, թե որ բակտերիաներն են ապրել մարդու աղիներում վաղնջական ժամանակներում։

Այս հեռավոր համայնքներում հայտնաբերվել են նմանություններ ունեցող բազմաթիվ տեսակներ։ Հետազոտողները կղանքի 133 նմուշ են հավաքել ցիմանե ժողովրդի 85 ներկայացուցչից։ Նրանք ուսումնասիրել են այդ նմուշներում առկա միկրոբային ԴՆԹ-ն՝ նրանց աղիներում բնակվող միկրոբները նույնականացնելու համար։

Այդ ԴՆԹ-ի հիման վրա թիմին հաջողվել է հավաքել 12,746 միկրոբային գենոմ։ Գենոմն օրգանիզմի պարունակած գենետիկական հրահանգների ամբողջական հավաքածուն է։ Նրանք համեմատել են այս տվյալները հադզա ժողովրդի 137 ներկայացուցչից ավելի վաղ ստացված տվյալների հետ։ Ցիմանեների նմուշներում հայտնաբերված միկրոօրգանիզմների 1408 տեսակից 1231-ը առկա է եղել նաև հադզաների նմուշներում։

Սա նշանակում է, որ հադզաները եղել են ցիմանեների մոտ հանդիպող տեսակների մեծ մասի կրողները։ Այնուամենայնիվ, այդ ընդհանուր տեսակներից 848-ը հազվադեպ են հանդիպել կամ իսպառ բացակայել են արդյունաբերապես զարգացած երկրների բնակիչների մոտ։

Երկու համայնքներում էլ նույն տեսակների հայտնաբերումը ընդամենը առաջին քայլն էր։ Հետազոտողները դեռ պետք է պարզեին, թե ինչպես են այդ միկրոբները հայտնվել այնտեղ․ արդյո՞ք երկու խմբերն էլ դրանք ձեռք են բերել համեմատաբար վերջերս՝ շրջակա միջավայրից կամ այլ մարդկանցից, թե՞ բակտերիաները պահպանվել են նրանց նախնիների մոտ հազարավոր տարիներ շարունակ։

Այս հնարավորությունները տարբերակելու համար թիմն ուսումնասիրել է բակտերիաների յուրաքանչյուր տեսակի տարբեր տարբերակները, որոնք կոչվում են շտամներ։ Շտամները կարելի է պատկերացնել որպես նույն տեսակի ներկայացուցիչներ՝ իրենց գենետիկական կառուցվածքի փոքր տարբերություններով։ Եթե երկու շտամ ունեն գրեթե նույնական ԴՆԹ, ապա, ամենայն հավանականությամբ, դրանք ունեն համեմատաբար նոր ընդհանուր նախնի։ Մեծ տարբերությունները կարող են վկայել առանձնացման ավելի երկար ժամանակահատվածի մասին։

Գիտնականների հետազոտական խումբն ուսումնասիրել է 636 տեսակ՝ ունենալով երկու խմբերի վերաբերյալ ԴՆԹ-ի բավարար քանակությամբ տեղեկատվություն։ Նրանք փնտրում էին շտամների այնպիսի զույգեր, որոնք, հավանաբար, ընդհանուր նախնի են ունեցել մոտավորապես վերջին 5000 տարվա ընթացքում։ Սերտորեն կապված այս զույգերի գրեթե բոլոր ներկայացուցիչները ծագում էին նույն համայնքից․ զույգերի մոտ 94%-ը կազմված էր կամ ցիմանեների երկու շտամից, կամ հադզաների երկու շտամից։

636 տեսակներից 545-ի դեպքում հետազոտողները համայնքների միջև շտամների վերջերս կատարված փոխանակման որևէ նշան չեն գտել։ Այսպիսով, թեև երկու խմբերում էլ առկա էր նույն տեսակը, դրանք սովորաբար ունեին դրա տարբեր տարբերակները։ Այս օրինաչափությունը հաստատում էր հնագույն կապի վարկածը։ Ըստ ամենայնի՝ բակտերիաները պահպանվել են յուրաքանչյուր պոպուլյացիայում, մինչդեռ դրանց շտամները ժամանակի ընթացքում փոփոխվել են միմյանցից անկախ։

Գնահատելու համար, թե որքան ժամանակ են առանձնացված եղել շտամների երկու խմբերը, թիմն ուսումնասիրել է այն ԴՆԹ-ն, որը բակտերիաները փոխանակել են միմյանց հետ։ Փոխանակման արդյունքում երկու շտամներն էլ պարունակում են գենետիկական հրահանգների նույն երկար հատվածը։ Այս հատվածն անփոփոխ չի մնում․ ժամանակի ընթացքում նոր գենետիկական փոփոխությունները քայքայում են այն, ուստի մնացած մասի երկարությունը ծառայում է որպես փոխանակման պահի մոտավոր ցուցիչ։ Վերլուծությունը ցույց է տվել, որ ցիմանե և հադզա բակտերիալ գծերի միջև ԴՆԹ-ի վերջին փոխանակումը տեղի է ունեցել մոտ 17,000 տարի առաջ։ Եվրոպական և հյուսիսամերիկյան շտամները դա արել են շատ ավելի ուշ՝ մոտ 1100 տարի առաջ, իսկ ասիական և հյուսիսամերիկյան շտամները՝ մոտ 4600 տարի առաջ։ Սա նշանակում է, որ աղիքային բակտերիաները նախկինի պես տեղաշարժվում են արդյունաբերապես զարգացած տարածաշրջանների միջև, մինչդեռ այս երկու համայնքների միջև այդ փոխանակումը մեծ մասամբ դադարել է վաղուց։

Ավելի վաղ ամսաթիվը մոտավորապես համապատասխանում է մարդկանց կողմից Ամերիկայի բնակեցման ժամանակահատվածին։ 15 տեսակների գենետիկական տարբերությունների վրա հիմնված առանձին ստուգումը ցույց է տվել նմանատիպ տարիք։ Այս օրինաչափությունը չի հաստատվել բոլոր տեսակների համար․ բակտերիաների երեք տեսակ ցույց է տվել ցիմանեների և հադզաների միջև շտամների ավելի ուշ փոխանակման նշաններ։ Դրանք էին՝ Escherichia coli-ն, Akkermansia muciniphila-ն և Bacteroides ovatus-ը։ Այս երեք տեսակներն էլ լայնորեն տարածված են նաև արդյունաբերական երկրների բնակչության շրջանում։ Հետազոտողները համեմատել են Եվրոպայից, Ասիայից և Հյուսիսային Ամերիկայից ստացված ևս 8855 միկրոբային գենոմ և այնտեղ նույնպես հայտնաբերել են այս շտամների մոտ ազգակիցներին։ Նրանք կարծում են, որ այս համայնքներից դուրս ապրող մարդկանց հետ շփումներն են, ամենայն հավանականությամբ, հանգեցրել երկու խմբերում էլ դրանց ի հայտ գալուն։

Մյուս բակտերիաներն ունեցել են այլ պատմություն․ դրանք բնակվել են աղիներում ամբողջ աշխարհում, սակայն ցիմանե և հադզա ցեղերից վերցված դրանց շտամները, միևնույն է, ցուցադրել են հնագույն առանձնացվածություն։ Լայն տարածումը միշտ չէ, որ նշանակում է, թե տեսակը տարածվել է վերջերս։ Հետազոտողներն օգտագործում են VANISH անվանումը միկրոբների այն խմբի համար, որոնք մնում են տարածված ոչ արդյունաբերական պոպուլյացիաներում, սակայն հազվադեպ են հանդիպում արդյունաբերականներում։ Ցիմանեների և հադզաների մոտ հանդիպող շատ տեսակներ պատկանում են հենց այս խմբին։ Ստացված արդյունքները վկայում են այն մասին, որ նրանց հեռավոր ընդհանուր նախնիներն արդեն իսկ եղել են այս բակտերիաներից շատերի կրողները։

Այս դեպքում արդյունաբերապես զարգացած երկրների բնակիչները, հնարավոր է, կորցրել են այն միկրոբները, որոնք մի ժամանակ մարդու հետ են եղել հազարավոր սերունդների ընթացքում։ Զոնենբուրգը բացատրել է, որ իր սեփական աղիների վիճակը կարող է արտացոլել ավելի թարմ իրադարձություններ․

«Քիչ հավանական է, որ իմ աղիներում բնակվող միկրոբները հենց այն նույն միկրոբներն են, որոնք սերնդեսերունդ փոխանցվել են իմ նախապապերից», — նշել է Զոնենբուրգը։ «Ամենայն հավանականությամբ, դրանք իմ ներկայիս ապրելակերպի և իմ շրջապատի մարդկանց հետ շփման արդյունքն են»։

Այս հարցը դեռևս մնում է անպատասխան։ Սույն հետազոտությունն ուսումնասիրել է միկրոբային ԴՆԹ-ն և չի ստուգել, թե արդյոք այս բակտերիաներն ունեցող մարդիկ ավելի առողջ են։ Հեղինակները քննարկում են ավելի վաղ ստացված տվյալները, որոնք VANISH միկրոբների կորուստը կապում են որոշ քրոնիկ հիվանդությունների հետ։

Այնուամենայնիվ, կապի առկայությունը չի ապացուցում, որ բակտերիաների կորուստը հիվանդություն է առաջացնում, և այս հետազոտությունը չի կարող ցույց տալ, որ դրանց վերականգնումը կբարելավի առողջությունը։ Այս ժամանակագրական սանդղակն ունի նաև սահմանափակումներ, քանի որ այն հիմնված է բակտերիալ ԴՆԹ-ի փոփոխության արագության գնահատականների վրա։ Ամսաթվերը օգտակար հուշումներ են, այլ ոչ թե ճշգրիտ պատասխաններ։ Այս միկրոբների պոպուլյացիայի վերականգնման համար կպահանջվեն հետազոտություններ և բնիկ համայնքների մասնակցությունը, որոնք մինչ օրս հանդիսանում են դրանց կրողները։