Найденный у мумий сыр раскрыл секреты рецепта ферментации 3500-летней давности. Международные научные круги назвали исследование “беспрецедентным достижением”, а эксперты – открытием “нового рубежа в изучении древних ДНК”.
Найденный у мумий сыр раскрыл секреты рецепта ферментации 3500-летней давности,-Синьхуа, 27 сентября 2024 г.
Три куска сыра, изготовленного порядка 3500 лет назад, на днях привлекли внимание мирового сообщества после того, как исследователи путем генетического анализа раскрыли секрет изготовления древних кисломолочных продуктов.
Упомянутые остатки кисломолочных продуктов были найдены у одной из мумий, извлеченных в 2003 году из могильника Сяохэ в уезде Жоцян Синьцзян-Уйгурского автономного района.
Благодаря сухому климату в пустыне Такла-Макан, в могильнике сохранилось огромное количество органических материалов.
Труп так называемой “принцессы Сяохэ” был в хорошем состоянии.
На нем отчетливо просматривались нежные волосы и ресницы.
В статье, опубликованной в среду в научном журнале Cell, присутствует фотография, на которой запечатлены куски сыра размером с бутылочную пробку.
Screenshot
Проанализировав их ДНК, ученые пришли к выводу, что находки являются кефирным сыром, который относится к традиционным кисломолочным продуктам смешанного брожения и широко производится и в наши дни.
Как пояснили исследователи, порядка 3500 лет назад местные люди изготавливали сыр из коровьего и козьего молока путем брожения с применением кефирных зерен, содержащих специфические микроорганизмы, включая дрожжи и молочнокислые бактерии.
Международные научные круги назвали исследование “беспрецедентным достижением”, а эксперты – открытием “нового рубежа в изучении древних ДНК”.
“Исследование позволило нам понаблюдать за 3000-летней эволюцией тех микроорганизмов, которые человек широко использует в своих целях”, – поделилась старший научный сотрудник Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Академии наук Китая Фу Цяомэй.
В исследовательскую группу также вошли археологи из Синьцзян-Уйгурского автономного района и эксперты по репродуктивной медицине из Пекина.
Фу Цяомэй – эксперт по палеогенетике, которую коллеги называют “ДНК-детективом”.
По ее словам, исследования сыра длились более 11 лет.
Решающим фактором, гарантировавшим успех исследования, стали ДНК-зонды собственной разработки, которые позволили значительно увеличить долю ДНК-мишени – молочнокислых бактерий – с менее чем 1 проц. до максимум 80 проц. от общего количества тестируемых ДНК. Это дало им возможность в полной мере реконструировать геном микроорганизмов.
Практическое значение микроорганизмов исключительно велико. Тем не менее исследования их эволюции ограничены из-за нехватки органических материалов и проблем, связанных с извлечением ДНК.
Согласно одному из рецензентов исследования, последовательность генома имеет большое значение, поскольку он представляет собой “первую археологическую выборку” и предоставляет ценную информацию о миграции и обменах в степях Центральной Евразии и истории ферментации пищевых продуктов, внося существенный вклад в понимание рациона питания и культуры наших предков.
Новое открытие также бросает вызов широко распространенному мнению о том, что кефирный сыр попал в Европу и другие регионы из Северного Кавказа, предполагая дополнительный новый маршрут из Синьцзяна в Восточную Азию.
“Интересно, что столько информации можно извлечь из простого сыра”, – отметил соавтор исследования профессор Университета Китайской академии наук Ян Имин. Это все равно, что открыть окно в прошлое, чтобы понять поведение людей и культуру, которые исчезли из анналов истории, добавил он.
Ученые считают, что кисломолочные продукты играли важную роль в жизни людей еще в бронзовом веке.
“Это лишь начало, и с помощью ДНК-зонда мы надеемся на проведение исследований более древних микроорганизмов”, – резюмировала Фу Цяомэй.
Сыр бронзового века раскрывает взаимодействие человека и лактобактерий на протяжении эволюционной истории,-говорится в публикации в научном журнале Cell,
Основные моменты
•
3500 лет назад Геномы Lactobacillus проливают свет на происхождение кефира во внутренних районах Восточной Азии
•
Бактериально-грибковая динамика усиливает устойчивость к экзогенным микробам в древних молочных продуктах
•
Взаимодействие человека и микроорганизмов способствует адаптации одомашненных лактобактерий
•
ДНК коз из молочных продуктов предполагает связь между Сяохэ и степными популяциями
Несмотря на долгую историю потребления ферментированных молочных продуктов, мало что известно о том, как ферментированные микробы использовались и развивались на протяжении всей истории человечества.
Извлекая древнюю ДНК кефирного сыра бронзового века (∼3500 лет назад) из захоронения Сяохэ, группа ученых исследовала прошлые взаимодействия человека и микробов.
Хотя ранее высказывалось предположение, что кефир распространялся с Северного Кавказа в Европу и другие регионы, ученые обнаружили дополнительный путь распространения кефира из Синьцзяна во внутренние районы Восточной Азии.
На протяжении эволюционной истории восточноазиатские штаммы обзавелись множественными кластерами генов, выполняющими защитную роль против стрессоров окружающей среды, что может быть результатом адаптации штаммов Lactobacillus к различным экологическим нишам и отбору человека.
В целом, результатыисследования подчеркивают роль прошлой человеческой деятельности в формировании эволюции микробов, связанных с человеком, и такие выводы, в свою очередь, могут обеспечить лучшее понимание прошлого человеческого поведения.
Потребление ферментированной пищи, в которой человек активно формирует микробиоту кишечника, потребляя большое количество микроорганизмов из пищи, может быть одной из наших самых древних и влиятельных, но недооцененных практик.
Было подсчитано, что количество микробов в ферментированных продуктах может быть в 10 000 раз выше по сравнению со свежими продуктами, а употребление ферментированной пищи может обогатить пробиотические бактерии, такие как некоторые виды Lactobacillus (например, L. acidophilus) и органические соединения, которые связаны с пользой для здоровья кишечника.
Например, кишечные лактобактерии могут вырабатывать различные органические соединения (например, пептидогликаны, поверхностные белки, полисахариды клеточной стенки и т. д.), которые могут формировать иммунитет хозяина и снижать риск инфекций и воспалений.
Хотя ферментацию молока можно проследить до 6000–4000 гг. до н.э. в Индии, а население Средиземноморья производило и потребляло сыр уже в 7000 году до настоящего времени (до настоящего времени), мало что известно о подробной истории трансформации методов производства различных кисломолочных продуктов, не говоря уже об эволюции ферментирующих микробов, сопровождающейся деятельностью человека, в основном из-за ограниченных археологических записей и плохой сохранности молочных остатков.
Как часть человеческой культуры, история ферментации молока является неотъемлемой частью понимания человеческого прошлого и его влияния на образ жизни современного человека.
Результаты исследования
История ферментированных молочных продуктов в значительной степени утеряна в древности, поскольку как артефакты, так и молекулярные свидетельства древних ферментированных молочных продуктов чрезвычайно скудны.
Во многих популяциях кисломолочные продукты являются важной частью культуры и сохранились до наших дней, а неолитические скотоводческие группы играют важную роль в возникновении и распространении животноводства и молочного животноводства в евразийской степи.
Однако мало что известно о происхождении техник и истории их развития и распространения в Восточной Азии.
Благодаря удачной находке ученые смогли получить доступ к нескольким образцам сыра бронзового века с захоронения Сяохэ (Синьцзян, Китай), и смогли изучить информацию о ДНК вида Lactobacillus, который регулярно размножался и употреблялся в пищу людьми на протяжении тысячелетий.
В частности, ученые исследовали три молочных остатка сыра бронзового века (3600–3400 лет назад)) из гробниц кладбища Сяохэ .
Эти образцы молочных продуктов разбросаны по шеям мумий в гробу.
Образцы были обработаны следующим образом, чтобы максимизировать информацию о древней ДНК (аДНК), полученную из образцов.
Во-первых, чтобы понять молочных животных, выращиваемых в Сяохэ, и потенциальное взаимодействие между популяцией Сяохэ и степными популяциями, был проведен захват митохондриальной ДНК млекопитающих, чтобы получить ДНК млекопитающих, которые производили молоко, используемое для изготовления кефирного сыра.
Кроме того, чтобы проследить трансформацию микробиома кефирного сыра на протяжении тысячелетий, для восстановления метагеномной информации древнего кефирного сыра было использовано секвенирование библиотек ДНК с помощью дробовика.
Что еще более важно, чтобы понять эволюционную историю ключевой бактерии в молочной ферментации в течение длительного времени, захват ДНК с использованием 700 000 новых зондов был использован для обогащения ДНК и, таким образом, реконструкции генома Lactobacillus kefiranofaciens — ферментативной бактерии, ранее идентифицированной только из кефирного сыра и кефирных зерен.
Этот этап захвата увеличил долю ДНК L. kefiranofaciens с <1% до 64–80% от общего объема ДНК, что сделало возможным анализ всего генома древних L. kefiranofaciens ).
