最早重建的细菌基因组将农业与牧群联系起来并出现新疾病

新石器时代的革命以及相应的向农业和牧民生活方式的转变，代表了人类历史上最重大的文化转变之一，长期以来一直被认为这可能也为人类适应性疾病的出现提供了机会。马克斯·普朗克人类历史科学研究所的费利克斯·米·凯，亚历山大·赫比格和约翰内斯·克劳斯领导的一项新研究发表在《自然生态与进化》上，研究了整个欧亚上挖掘出的人类遗骸，并重建了八个古代肠沙门氏菌的基因组。现代沙门氏菌多样性更大的相关群体。这些结果阐明了过去可能严重危害健康的因素，并揭示了这种细菌病原体在6500年的时间内是如何进化的。

寻找古代病原体

大多数病原体不会对骨骼造成任何持久影响，这可能会使科学家难以确定受影响的考古遗迹。为了识别过去的疾病并重建其历史，研究人员转向了遗传技术。使用最新开发的称为HOPS的细菌筛选管道，Key及其同事能够克服在宏基因组学数据中发现古老病原体的许多挑战。

Herbig说：“借助我们最新开发的方法，我们能够筛查数千个考古样本中的沙门氏菌DNA痕迹。”研究人员总共筛选了2739具古代人类遗骸，最终重建了8个沙门氏菌基因组，这些沙门氏菌基因组的历史可追溯到6500年，是迄今为止最古老的细菌基因组。这凸显了古代病原体研究领域的固有困难，因为通常需要数百个人体样本才能恢复单个微生物基因组。本研究中的基因组是通过从死者的牙齿上采集样本来恢复的。这些古代人的牙齿中存在肠炎链球菌，这表明他们在死亡时正遭受系统性疾病的折磨。

对遗体进行研究的个人来自俄罗斯到瑞士，代表不同的文化群体，从晚期的狩猎者，采集者，游牧民到早期的农民。赫比格解释说：“时间，地理和文化的广泛范围使我们第一次能够利用分子遗传学将病原体的进化与人类新生活方式的发展联系起来。”

“新石化过程”为病原体进化提供了机会

长期以来，人们一直认为，随着家养动物的引入，与人和动物排泄物的接触增加以及活动性的巨大变化，“新石器时代”(一种向久坐的农业生活方式的过渡)使病原体的暴露更加持久和反复因此出现了新疾病。但是，在本研究之前，尚无直接的分子证据。

主要作者Felix M. Key说：“古老的宏基因组学为人类疾病的过去提供了前所未有的窗口。”前马克斯·普朗克人类历史科学研究所和现在的麻省理工学院教授。“我们现在已经有了分子数据，以了解数千年前的病原体的出现和传播，令人激动的是我们如何利用高通量技术来解决关于微生物进化的长期存在的问题。”

人，猪和副伤寒C的起源

研究人员能够确定从牧民和农民那里回收的所有六个沙门氏菌基因组都是该菌株的祖先，该菌株专门感染人类，但如今已很少见，ParatyphiC。然而，那些古老的沙门氏菌可能尚未适应人类，而是被感染了。人类和动物都认为，这与新石器时代的过程独特地相关的文化习俗促进了这些祖先的出现以及随后人类特异性疾病的出现。以前有人建议这种沙门氏菌大约在4000年前从家养猪传播到人类，但是在5000年前在人类中发现祖细胞株表明它们可能已经从人类传播到了猪。然而，作者们提出了一个更为温和的假设，即人和猪的沙门氏菌都可以在人类与动物紧密接触的允许环境中独立于非特异性祖细胞而进化。

马克斯·普朗克研究所所长约翰内斯·克劳斯说：“古代DNA令人着迷的可能性使我们能够检查过去的传染性微生物，这有时使人们关注当今大多数人都不认为是主要健康问题的疾病。”人类历史科学。

当前的研究使科学家们能够对这种疾病随着时间的推移以及在不同的人类文化背景下的变化获得一种观点。凯说：“我们开始了解沙门氏菌宿主适应的遗传学，我们可以将这些知识转化为对人类和动物适应疾病的出现的机械理解。”

科学家们希望当前的研究能够阐明这些方法的可能性，并且希望未来的研究将进一步研究人类文化进化影响并驱动人类适应性疾病进化的方式。

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