古人类发酵制奶酪技术如何交流扩散?中国科学家古DNA研究揭秘
万利达官网 北京9月25日电 (记者 孙自法)食品发酵是人类历史上最古老的利用微生物进行生产实践的行为,发酵奶制品很可能是最早出现的发酵食品。这一历史进程中,古人类发酵制作奶酪技术在史前欧亚大陆如何交流扩散,长期以来备受学界和大众关注。
国际首个古代奶制品遗存基因组研究
最近,中国科学家开发古DNA技术对新疆小河墓地出土“最古老奶酪”进行系统性古微生物基因组研究,揭示新疆塔里木盆地史前存在两条发酵制作奶酪技术的交流扩散路线,并厘清塔里木盆地古人群的生活方式、技术文化的交流和发展。
这项国际首个古代奶制品遗存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(古脊椎所)付巧妹研究团队联合中国科学院大学人文学院杨益民教授,并与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行合作完成,相关研究论文于北京时间9月25日夜间在国际著名学术期刊《细胞》(Cell)上线发表,并被选为重点推荐论文。 国际同行专家评价称,“这是领域里很罕见的挖掘全新数据的古DNA研究”“这一首例来自考古样本的共生微生物基因组意义重大,为欧亚草原中部人群的迁徙交流与微生物驯化历史带来新认识”。
团队介绍说,不同人群文化对食品发酵有各自的偏好,生业模式的转变及农业发展也和发酵技术的演变息息相关。尽管人类食用发酵奶制品的历史悠久,但目前关于人类历史上对发酵微生物的应用和技术交流历史,以及发酵微生物本身的演化过程,特别是发酵微生物在长时间驯化条件下功能性基因的演变知之甚少。因此,针对古代发酵奶制品展开系统的古微生物基因组研究,成为探究这些问题的关键手段。
付巧妹团队历经11年探索和研究,自主设计乳酸菌全基因组位点探针,将开菲尔奶酪样品中的乳酸菌DNA从0.43%-0.55%富集提升至64-80%,使得第一例古代全基因组研究成为可能。
本项研究中,科研团队从距今约3500年的3例古老奶酪样本中提取出26层高质量的古代开菲尔中的乳酸菌基因组,发现其形成不同于欧洲菌株的分支,揭示开菲尔乳酸菌的另一独立的、东亚内陆传播路线。
随后,进一步通过探索开菲尔乳酸菌适应性演化历程,科研团队厘清新疆塔里木盆地古人群的生活方式、技术文化的交流和发展,以及在进化时间尺度上开菲尔乳酸菌与人群协同演化、互利共生的分子机制。