Бактерии, живущие в кишечнике, являются территориальными паразитами. Когда в организм прибывают новые микробы, «коренное население» борется с ними с помощью антибиотиков. Захватчики реагируют на это выработкой иммунитета к подобным соединениям. Так что «родные» бактерии человеческого кишечника разрабатывают всё более сильные антибиотики. Эта война, скорее всего, ведётся в кишечниках людей уже многие тысячелетия, но у учёных до недавнего времени не было тому существенных доказательств.
Теперь же всё изменилось благодаря неожиданной находке из бельгийского города Намюр. Во время работ по развитию города в 1996 году там были обнаружены исторические… испражнения. Раскопки под городской площадью обнаружили на глубине в четыре метра средневековые туалеты. Каждый содержал по запечатанному бочонку с отходами жизнедеятельности человека возрастом в 700 лет.
Палеомикробиологи осторожно извлекли окаменелые экскременты (копролиты) из бочек, чтобы не допустить попадания современных бактерий или вирусов. Им важно было сохранить возможность изучать лишь средневековые микромиры. В конце концов, образцы были изучены в вирусологической лаборатории Кристель Дезну (Christelle Desnues) при Исследовательском институте инфекционных и тропических болезней в Марселе, Франция.
Команда Дезну изучила копролиты с помощью электронной микроскопии и обнаружила вирусоподобные структуры в каждом образце. Когда исследователи упорядочили геномы всех вирусов, оказалось, что это были так называемые бактериофаги - вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки. Фаги способны брать гены от одной бактерии и передавать их другой. (Забирая чужие гены сам бактериофаг увеличивает свою вирулентность. Последующая передача генов бактериям-хозяевам иногда даёт им эволюционное преимущество. Так, исследователи наблюдали, что смена генов современными фагами может спровоцировать устойчивость к антибиотикам у бактерий, вызывающих инфекции.
Дезну и её команда обнаружили, что геномы фагов из копролитов «заполнены» генами устойчивости к антибиотикам. Это подтверждает, что бактериофаги являются своеобразным древним резервуаром «защитных» генов как минимум со средних веков.
«Удивительно, но древние экскременты показали нам больше генов устойчивости к антибиотикам, чем экскременты современного человека, - комментирует результаты исследования Джереми Барр (Jeremy Barr), микробиолог из университета Сан-Диего. - Если это копролиты рядового представителя своего времени, то снижение численности таких генов с течением времени может означать, что современная обработка продуктов питания и санитария водоснабжения ослабили оборонную систему кишечных бактерий».
Исследовательская группа также обнаружила, что фаги располагали метаболическими генами, которые оснащали «принимающих» бактерий возможностью обрабатывать жиры и аминокислоты, что делает их весьма полезными для человеческого кишечника, ведь участники кишечного микробиома могут помогать людям переваривать пищу и бороться с ожирением. Подробности исследования древних экскрементов были опубликованы в издании Applied and Environmental Microbiology.