Research press release


Nature Communications

Microbiology: Ancient plaque provides insights into dietary shifts

新石器時代の人々の食生活が狩猟採集物から農産物に徐々に移行したことに伴って口腔マイクロバイオームが変化したという可能性を示唆した論文が、Nature Communicationsに掲載される。この知見は、歯石(石灰化した歯垢)から発見された古代DNAに基づいており、有史以前のイタリアにおける約3万年間のヒト口腔マイクロバイオームの進化と食生活の変化を明らかにした。


今回、Andrea Quagliarielloたちは、古代人の歯石から抽出したDNAを用いて、先史時代のイタリア地方に居住していた後期旧石器時代(紀元前3万1000~1万1000年)、新石器時代(紀元前6200~4000年)、銅器時代(紀元前3500~2200年)の合計76人の口腔マイクロバイオームを調べた。そして、これらのデータは、歯石から発見された微細な食物残渣や考古学的知見と統合された。Quagliarielloたちは、約3万年間に関するデータを用いて、狩猟への依存から発酵と牛乳の導入、そして最終的には農産物ベースの食生活に伴う炭水化物への依存に至るまでの食生活の変化を特定した。ここで重要なのは、Quagliarielloたちが、微生物相の変化を食物摂取の証拠(歯垢中の食物断片)や食品加工の証拠(砥石や動物の遺骸から発見された食物残渣)と結び付けた点だ。


Ancient oral microbiomes may have changed with the gradual shift in diet of Neolithic populations from hunting and gathering towards agriculture, suggests a Nature Communications paper. The findings, based on ancient DNA found in dental calculus (calcified dental plaque), highlight the evolution of the human oral microbiome and changes in diet in prehistoric Italy over a period of 30,000 years.

Ancient DNA from dental calculus can be used to examine the oral microbiome in human skeletal remains, which can provide insights into an individual’s diet. The oral microbiome is variable and can also be influenced by ecology and living conditions, which may explain why prior examination of ancient oral microbiomes across the transition to agriculture in Europe has produced conflicting results.

Using DNA from ancient dental calculus, Andrea Quagliariello and colleagues examined the oral microbiomes of 76 individuals who lived in prehistoric Italy, spanning the upper-Palaeolithic (31,000–11,000 BC), Neolithic (6,200–4,000 BC), and Copper Ages (3,500–2,200 BC). They combined these data with microscopic food remnants, also found in dental calculus, and archaeological findings. Using data covering almost 30,000 years, the authors were able to identify dietary shifts spanning from a reliance on hunting, to the introduction of fermentation and milk, and finally a reliance on carbohydrates associated with an agriculture-based diet. Importantly, the authors were also able to connect changes in microbiota with evidence of food consumption (fragments of food in plaque), and food processing (food residue found on grindstones and animal remains).

The findings provide insights into the evolution of the ancient oral microbiome associated with dietary change in prehistoric European populations.

doi: 10.1038/s41467-022-34416-0


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