牙齒骨架上的“微生物龐貝古城”

一個國際科研小組在上千年的牙齒骨架上發現了一座“微生物的龐貝古城”。他們發現古代細菌和極小的食物殘渣被封存在了牙結石里面，使得這些牙結石成為了一座座微生物菌群的礦化墳墓。

科研小組發現，盡管千百年來人們的飲食和衛生習慣已經發生了很大的變化，但古人類的口腔中大量攜帶的機會致病菌，竟然和現代牙周病的致病菌是相同的。

研究人員還發現，古人類的口腔微生物竟已擁有了抗藥性的基本遺傳機制，這比人類首創抗生素治療法的20世紀40年代還要早800年。此外，科學家還通過還原牙結石中食物殘渣的DNA，重現了古人類的食譜，已發現的有各種蔬菜，這可以為考古學提供一些依據。

這項刊登在《自然遺傳學》雜志上的研究成果，揭示了口腔中緩慢形成的牙結石，在埋入土壤后能夠保持更加穩定的狀態以更好地保存其生物分子，而不至于像骨骼的生物分子那樣在土壤中會迅速流失。這一發現開啟了以克里斯蒂娜·瓦琳娜博士為首的科學家們對于土壤中保存完好的古代DNA的研究之路。

他們先用鳥槍法對牙結石上的DNA進行排序，重構了一種主要的牙周病原體的基因組，使得從古代牙結石中獲得食物分子第一手基因證據成為可能。

但是要分析這浩如煙海的數據需要克服生物信息學方面的巨大挑戰，即像拼碎片拼圖一樣對數以萬計的基因序列進行分類和鑒別，以重建復雜的古代口腔微生物學形態。牙結石是一扇通往歷史的窗口，或將被證明是人類伴生微生物保存最完整的記錄之一。

約克大學的馬修·柯林斯教授則指出，牙結石上的食物碎屑雖然很微小，但是其保存程度是極好的。這意味著在這礦化基質中埋藏著一個微生物群，一個微生物的龐貝古城。

瓦琳娜博士補充道：“牙結石既是一個儲存庫，又是一個陷阱，既可以長期儲存口腔里的微生物，又可以捕獲食物和周邊環境里的碎屑。這讓我們有辦法通過它研究健康和疾病問題，甚至能通過它重現出每個人的生命活動史。我們現在能在一個小小的樣品上獲得這么豐富的信息，這是史無前例的。”

這項課題對于研究人類口腔微生物進化和牙周疾病起源有著廣泛的影響。由慢性炎癥引發的骨質流失和牙齒脫落類牙周疾病，會造成牙齒蛋白質組顯著的病變。牙周疾病是由現代人的生活方式造成的，這種疾病在人類、家養寵物、動物園養動物身上很普遍，而在野生動物中很罕見。

柯林斯教授提到：“可以想象，當發現這些微生物的演化與人類飲食、衛生及醫療如此密不可分時，大多數考古學家會將注意力從牙齒本身轉移到牙結石上。”

寇鑫楠/編譯

內容來源：science daily網站