Investigadores secuencian el ADN de un chicle masticado hace 5.700 años por 'Lola'


Un equipo internacional de científicos ha secuenciado con éxito el ADN antiguo extraído de un pedazo de abedul masticado hace 5.700 años, encontrado en el sur de Dinamarca. Además de descubrir un genoma humano antiguo y ADN mitocondrial, los investigadores recuperaron ADN de plantas y animales, así como ADN microbiano de varias especies de microbiota oral. Un análisis posterior del ADN humano reveló que el individuo, cuyo genoma recuperó el equipo, era de sexo femenino y que tenía piel oscura, cabello castaño oscuro y ojos azules.

Microbiota oral
Esta es de las biotas más complejas y heterogéneas en el cuerpo, la presencia de piezas dentales lo hacen aún más diferente.​ La microbiota bucal puede verse alterada con la llegada de diversas bacterias oportunistas. La sucesión bacteriana va incorporando grupos o complejos microbianos y modifica sus características. Se denomina placa bacteriana a la masa de microorganismos que en una compleja organización se adhieren a los dientes integrando colonias denominados biofilm. Desde el punto de vista patogénico, existe un biofilm cariogénico, que al metabolizar los azúcares de la dieta, producen ácidos orgánicos que desmineralizan la superficie dental y se forma la caries. El otro fenotipo de biofilm es caracterizado por microorganismos periodontopatógenos que al sumarse a otros factores de riesgo pueden desarrollar una gingivitis o algún tipo de periodontitis.

El abedul
La brea de abedul es una sustancia negro marrón obtenida calentando la corteza de abedul (un género de árboles de la familia Betulaceae y del orden Fagales). Pequeños trozos de este material orgánico se encuentran comúnmente en sitios arqueológicos escandinavos, y aunque su uso aún se debate, a menudo muestran marcas de dientes, algo que indica que fueron masticados.

El trozo de abedul masticado que fue analizado en este estudio se recuperó del sitio del mesolítico tardío / neolítico temprano de Syltholm en la isla de Lolland, en el sur de Dinamarca.

“Syltholm es completamente único. Casi todo está sellado en lodo, lo que significa que la preservación de restos orgánicos es absolutamente fenomenal", dijo el autor principal del estudio, el Dr. Theis Jensen, investigador postdoctoral en el Globe Institute de la Universidad de Copenhague y el Departamento de Arqueología de la Universidad de York.

"Es el sitio más grande de la Edad de Piedra en Dinamarca y los hallazgos arqueológicos sugieren que las personas que ocuparon el sitio estaban explotando en gran medida los recursos silvestres en el Neolítico, que es el período en que la agricultura y los animales domesticados se introdujeron por primera vez en el sur de Escandinavia".

El estudio
El Dr. Jensen y sus colegas analizaron el espécimen de Syltholm y demostraron que no solo contiene genoma humano antiguo, sino también el ADN microbiano que refleja la microbiota oral del individuo que masticó el trozo de abedul, así como el ADN de plantas y animales de la comida reciente que tuvo esta persona.

"Es sorprendente haber obtenido genoma humano antiguo completo de otra cosa que no sea un hueso", dijo uno de los autores principales del estudio, el Dr. Hannes Schroeder, también del Globe Institute de la Universidad de Copenhague.

"Además, también recuperamos ADN de microbios orales y varios patógenos humanos importantes, lo que hace de esta una fuente muy valiosa de ADN antiguo, especialmente para los períodos de tiempo en los que no tenemos restos humanos".

Fotografía de la brea de abedul encontrada en Syltholm y su ubicación en el sitio de Syltholm, en la isla de Lolland, Dinamarca. Crédito de imagen: Jensen et al, doi: 10.1038 / s41467-019-13549-9.

Los científicos descubrieron que la persona de Syltholm, que masticaba abedul, era una mujer y que aparentemente tenía piel oscura, cabello castaño oscuro y ojos azules.

También descubrieron que su genoma mitocondrial pertenecía al haplogrupo K1e
(que son series de alelos en lugares específicos de un cromosoma) y que estaba genéticamente más relacionada con los cazadores-recolectores occidentales de la Europa continental que con los cazadores-recolectores del centro de Escandinavia.

"Esta combinación de rasgos físicos se ha observado previamente en otros cazadores-recolectores europeos, lo que sugiere que este fenotipo se generalizó en la Europa mesolítica y que la propagación adaptativa de la pigmentación de la piel clara en las poblaciones europeas solo se produjo más tarde en la prehistoria", dijeron los autores del estudio.

"El espécimen de Syltholm no tiene ascendencia de granjero neolítico, lo que sugiere que el impacto genético de las comunidades agrícolas neolíticas en el sur de Escandinavia podría no haber sido tan instantáneo o generalizado como se pensaba".

El trozo de abedul recuperado en Syltholm contenía ADN antiguo de Streptococcus pneumoniae, un microorganismo patógeno capaz de causar en humanos diversas infecciones y procesos invasivos severos; de bacterias orales humanas tales como Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia y Treponema denticola; y el virus de Epstein-Barr.

"La conservación es increíblemente buena, y logramos extraer muchas especies bacterianas diferentes que son características de la microbiota oral", señaló el Dr. Schroeder.

"Nuestros antepasados ​​vivían en un entorno diferente y tenían un estilo de vida y una dieta diferente, por lo que es interesante descubrir cómo se refleja esto en su microbiota".

El equipo también identificó varias lecturas de ADN que podrían asignarse a diferentes especies de plantas y animales, incluyendo abedul (Betula pendula), avellana (Corylus avellana) y pato silvestre (Anas platyrhynchos).

"Si bien la presencia de ADN de abedul se explica fácilmente, ya que es la fuente de la brea de abedul, proponemos que el ADN de avellana y ánade real pueda derivarse de una comida reciente", dijeron los científicos.

Crédito de la imagen: Tom Björklund - Reconstrucción artística de Lola, una mujer que masticó la brea de abedul de Syltholm.

Referencia del documento científico:
T.Z.T. Jensen et al. Un genoma humano y microbiota oral de 5700 años de edad en abedul masticado. Nature Communications volumen 10, número de artículo: 5520 (2019); doi: 10.1038 / s41467-019-13549-9

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