Harvard Tıp Fakültesi’ne bağlı Joslin Diyabet Merkezi tarafından yönetilen ve eski insanların bağırsaklarında modern zamanlarda yaşadığımızdan çok daha farklı mikroorganizmaların yaşadığını keşfetmek için yapılan araştırmada insan ‘dışkıları’ kullanıldı. Snow, eski dışkı materyalinde bulunan bağırsak mikroplarını incelemenin, günümüzün endüstrileşmiş toplumlarında yaşayan insanları etkileyen diyabet gibi ciddi hastalıklarla savaşmak için ipuçları sunabileceğini söyledi.

Snow; ‘‘ Vücudumuzun etkili bir şekilde çalışması için doğru oranlarda bazı spesifik mikroorganizmalara ihtiyacımız var. Bu simbiyotik bir ilişki. Günümüzde insanları, gezegenin herhangi bir yerinde, incelediğimizde mikrobiyomlarının ya diyet, kimyasallar, antibiyotikler ya da diğer bir çok faktör yoluyla modern dünyamızdan etkilendiğini biliyoruz. Dolayısıyla sanayileşme gerçekleşmeden önceki bağırsak mikrobiyomunun neye benzediğini anlamak, bugünün bağırsaklarında neyin farklı olduğunu anlamamıza yardımcı olabilir. ’’

Montana Üniversitesi araştırmacısı Meradeth Snow, eski insan DNA’sı içeren bir şişe tutuyor. Credit: UM photo by Tommy Martino

Oldukça yeni olan bu araştırma Nature dergisinde 12 Mayıs’ta ‘İnsan bağırsağından eski mikrobiyal genomların yeniden inşası’ başlığı ile yayınlandı. Dr. Meradeth Snow ve UM yüksek lisans öğrencisi Tre Blohm, Dünya’nın dört bir yanındaki kurumlardan gelen bu uluslararası çalışmanın 28 yazarından sadece ikisi.

Snow, inceledikleri dışkıların Utah ve Kuzey Meksika’daki kuru mağaralardan geldiğini söyledi. Peki sadece antropologların değerlendirebildiği 1000 yıllık bir insan dışkısı neye benziyor?

‘‘ Bu antik dışkıların geldiği mağaralar, inanılmaz derecede korunmalarıyla tanınıyor. Normalde zamanla bozulan bu yapılar nerdeyse yepyeni görünüyor. Bu nedenle çok kurumuş şekildeydi.’’  

Snow ve Blohm, çevreden veya diğer mikroorganizmalardan bulaşmayı önlemek için UM’deki bir temiz oda laboratuvarında giyinip değerli örneklerle uygulamalı bir şekilde çalıştı. Oldukça zor olan bir işte DNA’yı materyalin geri kalanından ayırmalarına izin veren küçük bir kısmı dikkatlice toplayacaklardı. Blohm daha sonra  DNA’yı sekanslayarak (dizileyerek) eski insanlardan geldiğini doğrulamak amacıyla kullandı.

Nature makalesinin kıdemli yazarı, Joslin Diyabet Merkezi’nden Aleksandar Kostic Finlandiya ve Rusya’da yaşayan çocuklarla ilgili önceki çalışmalarda sanayileşmiş bölgede yaşayan çocukların, sanayileşmemiş bölgedekilere göre Tip 1 diyabet geliştirme olasılığının çok daha yüksek olduğunu ve çok farklı bağırsak mikrobiyomlarına sahip olduklarını ortaya koydu.

Kostic, ‘‘ Yaşamın erken döneminde uygun bir bağışıklık eğitimini engellediğine inandığımız spesifik mikropları ve mikrobiyal ürünleri tespit edebildik. Ve bu daha sonra sadece Tip 1 diyabetin değil, diğer otoimmün ve alerjik hastalıkların da daha yüksek vakalarına yol açıyor.’’  

Dr. Microbe / iStock

Kostic, modern sanayileşmenin etkileri olmadan sağlıklı bir insan mikrobiyomu bulmak istedi, ancak bunun hiçbir modern yaşayan insanda olamayacağına ikna oldu ve uzak Amazon’daki kabilelerin bile COVID-19 ile mücadele ettiğine dikkat çekti.

İşte bu sebeple araştırmacılar Kuzey Amerika’nın güneybatısındaki kurak ortamlardan toplanan örneklerle döndüler. İyi korunmuş 8 antik bağırsak örneğinden elde edilen DNA, 789 modern örneğin DNA’sıyla karşılaştırıldı. Modern örneklerin yarısı, çoğu yiyeceğin marketlerden geldiği diyet yiyen insanlardan, geri kalanı ise çoğunlukla kendi topluluklarında yetiştirilen sanayileşmemiş gıdaları tüketen insanlardan oluşmaktaydı.

Mikrobiyom popülasyonları arasındaki farklar çarpıcıydı. Örneğin, Treponema succinifaciens olarak bilinen bir bakteri, ekibin analiz ettiği tek bir ‘sanayileşmiş’ popülasyon mikrobiyomunda bulunmuyordu. Buna karşı 8 antik mikrobiyomun hepsinde bulunuyordu. Ancak araştırmacılar, eski mikrobiyomların modern, sanayileşmemiş popülasyonun mikrobiyomlarıyla daha yakından eşleştiğini buldular.

T. succinifaciens elektron mikrografı. Credit.

Bilim insanları, eski mikrobiyal türlerin nerdeyse %40’ının daha önce hiç görülmediğini keşfetti. Kostic, yüksek genetik değişkenliğe neyin sebep olduğu üzerine tahminde bulunarak ‘‘ Eski kültürlerde, yediğiniz yiyecekler çok çeşitlidir ve daha çok seçici mikrop koleksiyonunu destekleyebilir. Ancak sanayileşmeye ve daha çok market diyetine doğru ilerledikçe, daha çeşitli mikrobiyomu desteklemeye yardımcı olan birçok besini kaybedersiniz.’’  

Dahası, eski mikrobiyal popülasyonlar, antibiyotik direnci ile ilgili daha az gen içeriyordu. Eski örnekler ayrıca, bağırsak mukus tabakası bozan ve daha sonra çeşitli hastalıklarla bağlantılı iltihaplanmaya neden olan proteinleri üreten genleri daha az sayıda içeriyordu.

Snow, araştırmanın genel olarak bazı büyüleyici şeyler ortaya çıkardığını söyledi.

‘‘ En büyük bulgu, geçmişte bağırsak mikrobiyomunun bugünkünden daha çeşitli olduğudur ve bu çeşitlilik kaybı, dünyanın her yerindeki insanlarda görülüyor. Bu küçük mikroorganizmalar ve simbiyotik ilişkilerimizde bizim için ne yaptıkları hakkında daha fazla şey öğrenmemiz gerçekten önemli. Ve son olarak hepimiz daha sağlıklı hale gelebiliriz.’’  

Kaynaklar

1. Wibowo, M.C., Yang, Z., Borry, M. et al. Reconstruction of ancient microbial genomes from the human gut. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03532-0

2. Research reveals ancient people had more diverse gut microorganisms. (2021). Erişildi 13 Mayıs 2021  https://phys.org/news/2021-05-reveals-ancient-people-diverse-gut.html

Bu içeriği paylaşın
Yazar hakkında

Çağla Berrin Işıldar

Marmara University, Biologist

Yorumlar

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.