Скелеты многовековой давности позволяют обнаружить микробов, которые разъедают кости

Метагеномный анализ останков средневековых скелетов выявил бактерии, которые, возможно, способствуют расщеплению костного коллагена, что дает представление о биологии разложения.

Захороненные человеческие тела обеспечивают микробов питательными веществами, которые переваривают останки и в конечном итоге проникают в скелет. Они выделяют ферменты, превращающие твердые кости в пористый, крошащийся каркас. Исследователи впервые сообщили о разрушении костей микроорганизмами в 1800-х годах. С тех пор микроскопия и химические анализы позволили понять, как воздействие микробов изменяет структуру и химический состав костей. Несмотря на эти достижения, ученые не объединяли микроскопические анализы с исследованиями микробиома костей, что препятствовало лучшему пониманию того, какие микробы влияют на костную ткань.

Чтобы устранить этот пробел, исследователи Университета Ставангера (Норвегия) подвергли образцы человеческих костей микроскопии и метагеномике. Они обнаружили различные профили микробиома в костях на разных уровнях разложения. Их результаты, недавно опубликованные в журнале PLoS One, дают новую информацию о том, как микробы могут способствовать сохранению костей и их разрушению. “У мертвых все еще есть что рассказать”, - говорит соавтор работы Хеге Ингьерд Холлунд. “Древние кости не являются биологически безмолвными останками. Они содержат множество микробиологических признаков, которые могут показать, как кости изменяются на протяжении столетий после захоронения”.

Для своего исследования Холлунд и коллеги изучили образцы костей 83 тел, захороненных между 11-м и 19-м веками на норвежских кладбищах. Гистологический анализ с использованием микроскопии показал, что останки имеют разную степень сохранности: более старые кости и те, что были захоронены на открытом воздухе, были более разрушены, чем более новые и те, что были захоронены внутри церквей. Помимо изучения найденных останков, исследователи извлекли из образцов ДНК и провели метагеномное секвенирование. Они обнаружили, что в костях присутствовали разные микробы в зависимости от того, насколько хорошо сохранились образцы. В образцах с обширной эрозией было больше бактерий, принадлежащих к роду Streptosporangium, а в образцах с умеренной эрозией содержались Lysobacter. У микробов, принадлежащих к обоим этим родам, есть гены, кодирующие ферменты, которые потенциально могут расщеплять коллаген, способствуя разрушению костей. Напротив, в хорошо сохранившихся образцах преобладали стрептомицеты.

Исследователи также отметили, что микробиомы из более новых образцов костей, находившихся в помещениях и более хорошо сохранившихся, отличались наибольшим разнообразием. Вероятно, это связано с тем, что в таких костях содержится больше питательных веществ для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов.