细菌已经在我们的地球上生存了大约 30 亿年，几乎占了地球 45 亿年寿命的大部分。虽然这些勤劳的微生物在医学、疾病和自然界的几乎所有领域都至关重要，但我们对它们在古代世界的形态知之甚少。
现在，一项新的研究由一个跨学科团队完成，通过对从古代牙结石中恢复的基因组进行测序，在理解石器时代细菌方面取得了重要进展。这些硬化的牙垢保存了 12 位尼安德特人和 34 位生活在 102,000 至 150 年前的智人牙齿上的细菌碎片。这些牙结石是由牙菌斑形成的，在这些人一生中石化，将遗传碎片封存在里面。
“我们在揭示我们微生物过去的巨大遗传和化学多样性方面取得了重大里程碑，”作者之一、哈佛大学人类学副教授 Christina Warinner 在一份新闻稿中说道。
拼凑石器时代的 DNA
研究人员对如何将古代 DNA 片段重新组装成完整或部分基因组感到困惑，因为将碎片与当前数据库进行比较的标准方法在这种情况下不适用。
古代基因过于古老且陌生，即使是旨在连接不同遗传物质的尖端方法也无法奏效。“我们必须彻底重新思考我们的方法，”马克斯·普朗克进化人类学研究所的博士后研究员 Alexander Hübner 在一份新闻稿中说。
经过三年的实验，他们成功地将长度约 100,000 个碱基对的古代细菌 DNA 片段拼接起来，这足以开始研究这些微生物的形态。根据新闻稿，该团队识别出许多是口腔细菌，还有一些是“其基因组前所未见的奇异物种”。
其中一种属于绿硫细菌属 (chlorobium) 的未知物种，含有功能不明的神秘基因。现代绿硫细菌进行光合作用，并且可以在泥泞和静止的水中找到。
新抗生素的来源？
“在发现了这些神秘的古代基因后，我们想把它们带到实验室，找出它们制造了什么，”Leibniz 自然产物研究与感染生物学研究所的博士后研究员 Anan Ibrahim 在一份新闻稿中说。
细菌会产生许多化学物质，包括药物，因此研究人员想知道古代 DNA 可能编码了什么。利用现代技术，他们将其植入现代微生物中，然后这些微生物产生了一种全新的生物产物，现称为“古紫素”(paleofurans)。
该团队希望最终能够基于石器时代的 DNA 发现新的抗生素，这将有助于对抗抗菌素耐药性。
Leibniz 自然产物研究与感染生物学研究所的博士后研究员 Martin Klapper 在一份新闻稿中说：“这是获取地球古代微生物隐藏化学多样性的第一步，它为天然产物发现增加了令人兴奋的新时间维度。”
