猛犸象的骨骼与牙齿中，不仅保存着它们自身的基因组，还可能封存着与其共生的远古微生物DNA——其年代可追溯至100万年以上。 斯德哥尔摩大学与瑞典自然历史博物馆共建的古遗传学中心团队在 Cell 发表的研究，对483个猛犸标本（其中440个为首次测序）进行了微生物DNA分析，成功区分了猛犸生前携带的微生物与死后污染的微生物。他们鉴定出六个持久存在的微生物谱系（包括放线杆菌、巴斯德氏菌、链球菌、丹毒丝菌等），其中一种巴斯德氏菌与当前导致非洲象致命疫情的病原体高度相关；此外，从约110万年前的草原猛犸样本中，他们重建了丹毒丝菌（Erysipelothrix）的部分基因组——这是迄今最古老的宿主相关微生物DNA。该研究将古微生物DNA的研究边界推至百万年尺度，为理解更新世巨型动物与其微生物群落的共演化、疾病传播及灭绝机制开辟了新窗口。
古微生物DNA的“时间胶囊”
过去，古DNA研究主要聚焦于宿主本身（如猛犸核基因组、线粒体基因组），但微生物DNA因其丰度低、易污染、降解快，长期被认为难以从百万年样本中可靠提取。本研究通过：
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大规模样本：涵盖从西伯利亚、北美等地的猛犸标本，时间跨度从110万年前至4000年前（弗兰格尔岛最后猛犸）；
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严格污染控制：在超净实验室中操作，使用空白对照与分子指纹技术区分“生前微生物”与“土壤/实验室污染菌”；
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生物信息学筛选：通过DNA损伤模式（末端碱基错配率）鉴定古DNA，排除现代污染。
六个持久性微生物谱系
研究者发现，六个微生物类群在多个猛犸个体、不同地理区域、数十万年时间尺度中反复出现，表明它们可能是猛犸长期携带的共生或病原菌：
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巴斯德氏菌（Pasteurella）：
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丹毒丝菌（Erysipelothrix）：
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其他谱系：包括放线杆菌（Actinobacillus）、链球菌（Streptococcus）、未分类的肠杆菌科等，部分与呼吸道、消化道疾病相关。
疾病与灭绝的线索
虽然无法直接证明这些微生物导致了猛犸的死亡或灭绝，但研究提示：
超越宿主基因组：古微生物生态学
该研究标志着古DNA研究从“宿主基因组”扩展到“全生物组（holobiont）”视角——即宿主与其共生微生物共同构成演化单位。未来方向包括：
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重建更多微生物全基因组，追踪基因水平转移与抗生素抗性基因的演化；
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比较不同时期（冰期-间冰期）微生物群落结构，探究气候变化对微生物-宿主互作的影响；
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将方法应用于其他灭绝物种（如洞熊、大地懒、恐鸟），构建更新世微生物组图谱。
技术突破与挑战
参考信息
Reference: “Ancient host-associated microbes obtained from mammoth remains” by Benjamin Guinet, Nikolay Oskolkov, Kelsey Moreland, Marianne Dehasque, J. Camilo Chacón-Duque, Anders Angerbjörn, Juan Luis Arsuaga, Gleb Danilov, Foteini Kanellidou, Andrew C. Kitchener, Héloïse Muller, Valerii Plotnikov, Albert Protopopov, Alexei Tikhonov, Laura Termes, Grant Zazula, Peter Mortensen, Lena Grigorieva, Michael Richards, Beth Shapiro, Adrian M. Lister, Sergey Vartanyan, David Díez-del-Molino, Anders Götherström, Patrícia Pečnerová, Pavel Nikolskiy, Love Dalén and Tom van der Valk, 2 September 2025, Cell.
DOI: 10.1016/j.cell.2025.08.003
(责任编辑：泉水) |