新疆古代奶制品与乳酸菌的和谐历史——基于古微生物基因组的研究

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1486次浏览发布时间：2024-09-27 10:35:06

　　食品发酵是人类历史上最古老的利用微生物进行食品加工的技术之一。随着人类社会生活模式的变迁，农业的快速发展，发酵技术也随之演变，不同的文化对发酵背景食品有着不同的影响。发酵奶制品作为最早出现的发酵食品，已经在世界各地的饮食文化中引发了重要地位。然而，尽管发酵食品在人类历史上有着悠久的传统，但与人类发酵持久的相互作用史，特别是在长期驯化过程中发酵保湿功能性基因的转变，仍知之甚少。

　　2024年9月25日，中国科学院古丝绸之路与古人类研究所付巧妹团队联合中国科学院大学、北京大学第三医院、新疆文物考古研究所等多个研究机构，发表在国际顶级期刊《细胞》 (Cell)发表了针对新疆小河墓地出土“最古老奶酪”的古微生物基因组研究成果。该研究距今约3500年的奶酪样本中揭示了发酵微生物菌的下一步进程，首次系统性地探讨了开菲尔乳酸菌与人类的和谐进程，并揭示了新疆地区古代发酵技术和文化传播的历史背景。

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　　研究团队历经11年探索，首次成功从新疆小河墓地出土的奶酪样本中提取了震菌全基因组，并自主设计了震菌全基因组位点标记，极大提高了古代DNA的检测效率。距今约3500年的古代奶酪样本中，研究人员培育出了高质量的乳酸菌基因组，并对其进行了系统性的分析。通过这些样本，研究人员发现了与现代乳酸菌不同的进化分支，揭示了开菲尔乳酸菌在东亚内陆的独特传播路线。

　　主要研究

　　1.古代奶酪与开菲尔乳酸菌的关系：通过古蛋白质组学，研究人员证实这些古代奶酪样本来自开菲尔酸奶，并由开菲尔谷物发酵而成。通过基因组分析，研究发现了乳酸菌东亚内陆传播路径，揭示了乳酸菌在东亚的独立基地路线。

　　2.乳酸菌的排行榜：相比于青铜时代的开菲尔菌，现代乳酸菌出现了多种与性、细胞防御机制及适应人类破坏环境相关的基因变化。现代开菲尔菌通过水平基因变化转变，获得了抵抗环境压力、适应人类降解等特性，显示了其在长时间的驯化过程中发生的显着变化。

　　3.菌株的传播路线：通过对开菲尔乳酸菌的系统发育分析，研究团队发现其两大主要分布：一个主要分布在欧洲、亚洲沿海和岛屿地区，另一个主要分布在东亚内陆地区新疆古族群用于发酵的乳酸菌来自东亚内陆的系，并以其为基础，表明开菲尔酸奶的制作技术可能是通过文化和技术交流在东亚内陆传播的。

　　古代人群与持久的共生：研究，随着人类长时间的驯化，开菲尔乳酸菌的基因组发生了显着的共生变化，特别是在适应人类破坏和降解的过程中发生了多种功能基因的水平转移。例如，现代开菲尔乳酸菌具有与削弱损害因素相关的基因，反映了与人类长期共生、互利的一个过程。

　　结论与意义

　　这项研究不仅揭示了新疆塔里木盆地古人群与发酵的深度相互作用，还通过系统性基因组分析厘清了开菲尔菌的先导路线及其在不同文化中的传播历史。研究表明，古代人类在利用发酵技术时，不仅推动了乳酸菌的恢复，同时也与这些微生物形成了长期共生的关系。通过重建古代菌株的基因组，研究人员首次揭示了开菲尔乳酸菌的传播路线在适应环境压力和与适应环境压力下的关系。人类互动中的基因是一个过程。

　　此项研究为探索古代修复与发酵修复的相互作用提供了分子证据，并为认识人类技术文化的发展与人类传播开辟了新的路径。通过对过去重要的古代修复基因组研究，科研人员得以揭开数字千年中人类社会与发酵复苏应对的复杂历程，呈现了古代人群的迁徙、技术交流与微生物共生的必然图景。

　　未来研究方向

　　该研究揭示了发酵食品与社会发展的复杂关联，为研究古代微生物与人类共生关系提供了全新思路。未来，科学家将继续探索人类更多古代发酵食品的基因组，进一步揭示人类与微生物之间的和谐设置机制。

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