Unser mikrobiom, die komplexe Gemeinschaft von Bakterien, Pilzen, Parasiten und anderen Mikroorganismen in und auf unserem Körper, spiegelt die Art, wie wir Leben. Wenn wir ein Haustier besitzen, die wir wahrscheinlich teilen sich Mikroben mit Ihnen. Wenn wir Fleisch Essen, das mikrobiom in unserem Darm kann anders Aussehen als aus der eines vegan.
In einem wachsenden Bereich der Studie, um zu bestimmen, wie erwerben wir die Mikroben, die wir in uns tragen, und deren Einfluss auf unsere Gesundheit, die meisten Analysen konzentrieren sich auf die Menschen in den entwickelten Nationen. Aber in den letzten Jahren haben Wissenschaftler begonnen, zu untersuchen, ob Menschen in nicht-industrialisierten Gesellschaften besitzen deutlich unterschiedliche microbiomes und, wenn ja, welche Faktoren Form, diese Unterschiede.
Ein neuer Bericht, veröffentlicht in der Zeitschrift Genome Biology, hat signifikante Fortschritte bei der Bewältigung dieser Fragen. Geführt von einem team von Genetikern von der Universität von Pennsylvania, in Zusammenarbeit mit Forschern aus Tansania, Botswana, und die Nationalen Institute der Gesundheit, ist die Studie eine der größten bisher zu analysieren, die Darm microbiomes der ethnisch vielfältigen Afrikaner, mit Proben aus 114 Botswana und Tansania Menschen aus sieben Populationen, sowie eine Vergleichsgruppe aus den Vereinigten Staaten.
Die Ergebnisse weisen auf die Vielzahl der mikrobiom-profile in Populationen, die Praxis eine Vielzahl von unterschiedlichen Lebensstilen, von agropastoralist zu pastoralist, um Jäger-und-Sammler. Die Größenordnung der Unterschiede ist auf Augenhöhe mit der Unterschiede zwischen industrialisierten und nicht-industrialed Bevölkerung. Doch die Forscher waren auch neugierig, unerwartete ähnlichkeiten zwischen den Gruppen.
„Als wir begannen“, sagt die Genetikerin Sarah Tishkoff, eine Penn Integriert Wissens-Professor an der Penn und der senior-Autor, „meine Hypothese war, dass die Ernährung war der treibende Faktor bei der Unterscheidung der mikrobiom dieser vielfältigen Bevölkerung. Meine größte überraschung war, dass das nicht der Fall ist.“
In der Tat, eine Teilmenge der Proben von Bantu-sprechenden Menschen Leben in bäuerlichen Gemeinschaften in Botswana waren fast nicht zu unterscheiden von denjenigen, die von Menschen, die in der Gegend von Philadelphia, gesammelten Proben von Studie Co-Autor Friedrich Buschmann, ein Mikrobiologe an Penns Perelman School of Medicine.
„Die bakterielle Zusammensetzung von einigen der Viehzüchter in Botswana war auffallend ähnlich wie die US-Kohorte“, sagt Matthew Hansen, einem Wissenschaftler, in Tishkoff lab und co-lead-Autor auf dem Papier. „Dies sind die ländlichen Gruppen; Sie haben einen sehr verschiedenen lebensstil, aber ein Faktor ist, dass Sie in einer sehr ähnlichen mikrobiota auf gesunde Philadelphia-Gebiet-Bewohner.“
Bisherige Bemühungen, zu untersuchen, Darm microbiomes von ländlichen Südafrikaner haben in der Regel gegenüber einer einzelnen afrikanischen Bevölkerung zu einer oder mehr der Bevölkerung aus den Industrienationen. Diese früheren Studien wies auf Unterschiede zwischen den Gruppen; zum Beispiel, ein Vergleich der Darm microbiomes zwischen Italienern und Hadza Jäger und Sammler in Tansania wurden mehrere Gruppen von Bakterien in der Hadza, die bislang nicht identifiziert, die in der Bevölkerung von Westlern.
Aber um ein differenzierteres Verständnis der Einflussfaktoren auf die mikrobielle Vielfalt im ländlichen Afrikaner, Tishkoff team sammelte Proben von sieben weit entfernten afrikanischen Bevölkerungen. Aus Tansania: Hadza Jäger und Sammler, Maasai-Rinder-Hirten, Sandawe Viehzüchter, die waren Jäger und Sammler, bis in die späten 19th Jahrhundert, und Burunge Viehzüchter. Und von Botswana: San Jäger und Sammler, Bantu sprechenden Herero-Hirten, sowie einige Gruppen von Bantu-sprechenden Viehzüchter.
Das sammeln der Daten, die erforderlich ersuchenden Einwohner von abgelegenen Dörfern bereitzustellen, fäkale Proben, die Wissenschaftler, war keineswegs ein einfacher Prozess. Alessia Ranciaro, die geholfen haben, führen Daten Auflistung Bemühungen für die Arbeit, sagt Sie, die Kollegen und lernten von den frühen Erfahrungen ab, wie man navigiert, kulturelle und Logistische Hürden, um den Prozess einfacher für die Teilnehmer und die Wissenschaftler.
Die Forscher extrahierten DNA aus den Proben und sequenzierten einen Teil des 16S ribosomalen RNA-gene, die weithin in der mikrobiom-Studien zur Identifizierung und vergleichen von Bakterien.
„Die Analyse ermöglicht es Ihnen, zu klassifizieren Bakterien in einer Probe nach unten auf die Ebene der Gattungen in vielen Fällen“, sagt Meagan Rubel, ein Doktorand in Tishkoff s lab, die co-Leitung der Arbeit. „Aber in der Beispiel-Datenbanken, die wir benutzen, die Bakterien klassifiziert worden ist, basiert auf Industrie-oder westlichen Gruppen, damit Menschen diese traditionelle Lebensstile haben können Bakterien, die wir noch nie gesehen haben.“
Von den Ergebnissen waren Sie in der Lage zu erhalten, breites Muster stellte sich schnell heraus. Insbesondere die Botswanische Proben unterschieden sich von den tansanischen lieben. Der Darm microbiomes von tansanischen Bevölkerung tendenziell eine höhere Anzahl von Mikroben, die in jeder Probe, und Personen, die tendenziell ähnliche mikrobielle profile. In Botswana, auf der anderen Seite, Proben tendenziell weniger Mikroben-Arten insgesamt und der Individuen microbiomes tendenziell mehr von einander unterscheiden. Das letztere Muster war auch in den USA Proben.
Während der Analyse nicht zeigen wollte, um eine „smoking gun“ eine Erklärung für dieses Ergebnis, das die Forscher vermuten, dass die Gründe, die gebunden sind, zu Botswana vergleichende nationalen Wohlstand und Zugang zu medizinischer Versorgung.
„Botswana Diamanten und ist relativ wohlhabend“, sagt Tishkoff. „Sie haben eine Kostenlose medizinische system und ein kostenloses Bildungssystem, das ist sehr Verschieden von Tansania.“
„Sie können sich vorstellen, dass innerhalb des Spektrums von sehr unterschiedlichen Gruppen in afrikanischen Ländern“, sagt Rubel, „es gibt Gruppen, die Gegenstand dieser „weiche“ Maßnahmen der Industrialisierung, das kann alles sein, von erhöhten Zugriff auf klinische Sorgfalt, um verschiedene Arten von Lebensmitteln. Die Antibiotika-Nutzung ist etwas, das wirklich ändern kann, den Darm mikrobiom, also Menschen, die mehr Zugang zu, die möglicherweise zu sehen, markiert Verschiebungen in Ihrem mikrobiom.“
Solche Verschiebungen könnten helfen, zu erklären, die ähnlichkeiten zwischen Botsuana und USA Proben, obwohl die Forscher sagen, dass mehr Arbeit muss getan werden, um zu bestätigen, dass der Fall ist.
Insgesamt jedoch große Unterschiede in der Darm-mikrobiom-wurden offensichtlich zwischen den USA und den meisten Afrikanern. In Afrika, in der Frequenz von einigen bakteriellen Gruppen unterscheiden Bevölkerung nach ethnischer Zugehörigkeit und lebensstil. Zum Beispiel, die zwei Jäger-und-Sammler-Populationen, die San und die Hadza, besaß verschiedene Muster von Darmbakterien im Vergleich zu pastoralist oder agropastoralist Gruppen. Darüber hinaus, In der Massai und Hadza Populationen, die in zwei Gruppen, in denen die Teilung der Arbeit zwischen Männern und Frauen ist besonders extrem, die Forscher fanden signifikante geschlechtsspezifische Unterschiede in der microbiomes Sie analysiert.
Um zu verstehen, mehr über das, was die Bakterien im Darm tatsächlich waren die Forscher für die molekularen Signalwege, die waren reichlich vorhanden in den verschiedenen mikrobiellen Spezies in einer Probe zu bestimmen. In den USA-Proben identifed Signalwege Abbau von Umwelt-Schadstoffe, wie bisphenol, die enthält bisphenol-A, besser bekannt als „die gefürchteten BPA in Kunststoffen“, sagt Rubel, sowie DDT, das Insektizid verantwortlich für die Ausdünnung der Vögel Eierschalen, wurde verboten in den USA seit den 1970er Jahren.
Sie fanden Beweis von DDT-Abbau Wege als auch in den Proben aus Botswana, ein Land, das weiterhin die Chemische Kontrolle der Mücken zuständig für übertragbare Krankheiten wie malaria.
Die Ergebnisse werfen eine Reihe interessanter Fragen, auf die die Forscher hoffen, mehr Licht mit weiteren Analysen und Erz Gründliche genetische und genomische Sequenzierung in die Zukunft. Sie sind auch Sondieren die Proben weiter, um zu sehen, ob das Vorhandensein von Magen-Darm-Erreger spielen eine primäre Rolle bei der Beeinflussung der Darm-mikrobiota von Menschen in Gebieten, in denen solche Infektionen sind weit verbreitet.
„Unsere Arbeit erweitert eine wachsende Erzählung“, sagt Rubel, „wo die trends scheinen zu verfolgen, mit dem Grad der Industrialisierung in Populationen.“
Die Wissenschaftler beachten Sie, dass auch diese abgelegenen afrikanischen Bevölkerung sind nicht statisch in Ihren lifestyle-Praktiken; Entwicklung und Ihre Einflüsse auf die Umwelt und die traditionelle Lebensweise manifestieren kann in der Verlagerung von mikrobiom-Muster.
„Was wäre, großes zu tun, ist eine Längsschnitt-Studie, die einige dieser Gruppen“, sagt Hansen. „In den nächsten 20 Jahren, die Ihr Leben bestimmte, zu schnell ändern, und es würde interessant sein zu sehen, wenn wir finden, dass eine Verschiebung in das mikrobiom, wie diese Faktoren der Lebensführung zu ändern.“