中新网北京9月25日电 (记者 孙自发)食品发酵是人类历史上最古老的利用微生物的生产实践，而发酵乳制品很可能是最早的发酵食品。在这一历史进程中，古代人类发酵奶酪制作技术如何在史前欧亚大陆交流和传播，早已引起学术界和公众的关注。
第一个关于古代乳制品的国际基因组研究仍然存在
近日，我国科学家开发古代DNA技术，对新疆小河墓地出土的“最古老的奶酪”进行了系统的古代微生物基因组研究，揭示了史前塔里木盆地发酵奶酪制作技术存在两条交流和扩散路线新疆，阐明塔里木盆地古人的起源。生活方式、技术和文化的交流和发展。
这项全球首个古代乳制品遗骸基因组研究的重要成果，由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（古脊椎动物研究所）傅巧梅研究团队与人文学院杨益民教授共同完成，中国科学院大学、新疆文物考古研究所、新疆大学、国家文物局考古研究中心等科研同事合作完成。相关研究论文于北京时间9月25日晚在线发表在国际知名学术期刊《Cell》上，并入选重点推荐论文。 。
国际同行专家评价“这是挖掘新数据领域罕见的古代DNA研究”。 “考古样本中的第一个共生微生物基因组具有重要意义，为了解欧亚中部草原上的人类迁徙和交流以及微生物驯化的历史提供了新的见解。”带来新的认识”。
研究团队表示，不同人群的文化对食品发酵有各自的偏好，商业模式的转变和农业发展也与发酵技术的演变密切相关。尽管人类食用发酵乳制品的历史悠久，但目前对于发酵微生物在人类历史上的应用和技术交流，以及发酵微生物本身的进化，特别是长期作用下发酵微生物功能基因的进化知之甚少。 -长期驯化条件。很少。因此，对古代发酵乳制品进行系统的古代微生物基因组研究成为探索这些问题的关键手段。
经过11年的探索和研究，付巧梅团队自主设计了乳酸菌全基因组位点探针，将开菲尔干酪样品中乳酸菌DNA的富集度从0.43%-0.55%提高到64-80%，使得首例全基因组位点探针在开菲尔奶酪样品中的富集度从0.43%-0.55%提高到64-80%，实现了首例全基因组位点探针的全基因组位点探针。 -古代基因组研究成为可能。
在这项研究中，科研团队从三个距今约3500年前的古代奶酪样本中提取了26个古代开菲尔中乳酸菌的高质量基因组，发现它们形成了与欧洲菌株不同的分支，揭示了开菲尔是另一种独立的、东亚内陆的乳酸菌基因组。乳酸菌的传播途径。
随后，科研团队通过进一步探索开菲尔乳杆菌的适应性进化过程，阐明了新疆塔里木盆地古人的生活方式、科技文化交流与发展，以及各物种之间的协同进化、互利共生。开菲尔乳杆菌和进化时间尺度上的人类。分子机制。
揭示开菲尔乳杆菌的新传播途径
新疆小河墓地出土的“奶酪”样本是迄今为止发现的最早的奶酪制品。通过古代蛋白质组学，它被鉴定为开菲尔奶酪。它源自开菲尔酸奶，由开菲尔谷物（类似于蒸馏酵母）制成。在牛奶中发酵。
通过重建其发酵微生物群落，本研究进一步证实小河墓地奶酪产品是由开菲尔乳酸菌发酵而成，并且用于制作开菲尔奶酪的产奶山羊来自新石器时代后广泛分布于欧亚大陆的一个分支。血统，而不是同时分布在东亚内陆的驯养山羊。这说明新疆塔里木盆地古人对开菲尔的开发很可能与这一时期与欧亚草原民族的交流有关。
乳制品发酵技术的传播很大程度上伴随着人类的迁徙和互动。这个过程促进了在发酵中发挥重要作用的乳酸菌的进化。本研究通过分析新疆古开菲尔乳杆菌的系统发育关系，揭示了开菲尔乳杆菌新的传播途径。
研究发现，用于发酵的开菲尔乳酸菌分为两个重要分支：一分支主要包括来自欧洲（德国）、亚洲沿海和岛屿地区（广东、台湾岛、日本、新加坡）的菌株，这与来自高加索地区的菌株。传播路线波及欧洲及亚洲、东南亚沿海地区；另一支主要包括分布于东亚内陆地区（包括西藏）的菌株。新疆塔里木盆地古人用来发酵开菲尔酸奶的菌株就来自这个分支。系统，并且处于基础位置。这说明，通过技术文化交流，开菲尔酸奶制作技术从新疆传播到东亚内地，还有另外一条传播途径。
合作团队认为，可以看出，开菲尔乳杆菌的两个分支的分化很可能是由于它们的共同祖先在首次驯化后在不同种群中传播而引起的。它代表了不同古代人群对发酵微生物的应用和驯化。沿着不同的路线发生了迁徙和交换。
古代人类与发酵微生物共同进化历史的经验证据
协作团队指出，古人通过食用发酵乳制品摄入了大量的发酵微生物，而这些有益的共生微生物伴随着环境压力、人类活动、技术和文化的变迁，通过与其他肠道微生物的长期相互作用人体中的群落。结果，它自身的基因组也随之进化，开菲尔乳杆菌的进化也是如此。
本研究通过对青铜时代和现代开菲尔乳杆菌基因组的比较分析，探讨了开菲尔乳杆菌在过去数千年中的适应性进化特征，同时反映了古代人类与这种共生微生物的共同进化历史。
通过对比3500年前新疆开菲尔乳杆菌和现代开菲尔乳杆菌菌株的功能基因，科研团队发现开菲尔乳杆菌的进化主要体现在三个方面：
一是对环境压力的适应能力。与青铜时代的开菲尔乳杆菌相比，现代开菲尔乳杆菌菌株具有可能参与耐药机制的基因簇；另一个是细菌基因组防御机制的增强。开菲尔乳杆菌的现代菌株具有与细菌自身免疫相关的基因簇，可以抵抗外来DNA入侵，从而维持基因组的稳定性；三是适应人体肠道环境。现代开菲尔乳杆菌菌株似乎与细胞壁有关。与宿主相互作用的表面结构和潜在基因簇。这些基因簇的出现很可能与它们与人类的长期相互作用有关。
考虑到开菲尔酸奶的生产是通过开菲尔粒进行的，而古人可以很容易地在贸易交流中进行开菲尔粒的交易，那么这些基因簇的出现很可能与当时携带不同分支开菲尔的人群有关。乳酸菌与它们对开菲尔谷物的偏好有关。由此看来，开菲尔乳杆菌这一被人类长期驯化利用的菌株，其基因组进化不仅是菌株本身的适应性进化，也是人类长期偏好的结果。微生物的驯化。
研究小组得出的结论是，微生物与人类之间的相互作用贯穿了人类数百万年的进化史。数以亿计的微生物与人类共生，参与人体内营养物质的合成和毒素的分解。它们在人类健康及其与环境的相互作用中发挥着重要作用。在高度互动中发挥重要作用。
本研究以与人类活动和生计模式密切相关的共生微生物为突破口。它利用前所未有的古代DNA证据，揭开了过去人类对微生物的应用、驯化、传播和交流的历史，从分子机制层面阐明了相关菌种的引入、传播和传播。演化过程可以为深入理解相关群体科技文化的交流与发展以及与环境的高度动态互动提供新的视角和思路。 （超过）
