粪便的起源：利用AI和DNA可靠地预测远古便便的来源

时间：2021-09-28 08:52:03 来源：

来自中国安徽省小孙岗考古遗址的H35（灰坑号为35）同质子。

辨别古代粪便来源的新方法使这种考古发现更为有用。

考古记录上充斥着粪便，这是一个潜在的金矿，可用于洞察远古的健康和饮食，寄生虫的进化以及微生物组的生态和进化。研究人员的主要问题是确定谁的粪便正在接受检查。由马克斯·普朗克人类历史科学研究所（MPI-SHH）的马克西姆·鲍里（Maxime Borry）和克里斯蒂娜·沃林纳（Christina Warinner）领导的最近在PeerJ杂志上发表的研究提出了“ CoproID：推断古菌来源的可靠方法”。

机器学习可实现可靠的分类

几千年后，很难确定特定粪便的来源。区分人和狗的粪便特别困难：它们的大小和形状相似，发生在相同的考古地点，并且具有相似的成分。此外，在许多古代社会，狗都在菜单上，我们的犬友倾向于清除人类的粪便，从而使简单的基因检测成为问题，因为这种分析可以从这两个物种返回DNA。

墨西哥杜兰戈里约热普河谷Cueva de los Muertos Chiquitos考古现场的共腐岩中an菜花粉粒的扫描电子显微镜（SEM）图片。

为了访问古粪便中包含的见解，研究人员开发了coproID（coprolite识别）。该方法将对古代宿主DNA的分析与对现代粪便中的微生物群落训练有素的机器学习软件结合在一起。MPI-SHH，哈佛大学和俄克拉荷马大学的研究团队将coproID应用于新测序和先前发布的数据集，能够可靠地预测古代粪便的来源，表明宿主DNA和独特的粪便的结合。生活在人类和狗体内的微生物菌落可以准确区分它们的粪便。

分类功能可洞悉消化系统健康

该研究的资深作者克里斯蒂娜·沃林纳教授（Christina Warinner）说：“我们研究的一个出乎意料的发现是，考古记录中充满了狗屎。”但Warinner还希望coproID具有更广泛的应用，尤其是在法医学，生态学和微生物组科学领域。

墨西哥杜兰戈里约热普河谷Cueva de los Muertos Chiquitos考古现场的共腐岩中南瓜花粉粒的扫描电子显微镜（SEM）图片。

准确识别考古粪便来源的能力使我们能够直接调查人类肠道微生物组随时间变化的结构和功能，研究人员希望这将为人们对食物不耐受症以及人类健康中许多其他问题的见解提供见解。该研究的第一作者马克西姆·鲍里（Maxime Borry）说：“鉴定人类辅酶应是古代人类微生物组分析的第一步。”

Borry补充说：“有了有关非西方化的乡村犬的肠道基因组的更多数据，我们将能够更好地将更多的古老犬粪便分类为事实上的犬类，而不是不确定的犬类。”随着人和狗微生物组数据目录的增长，coproID将继续改善其分类，并更好地帮助在一系列地理和历史背景下遇到古细菌的研究人员。

参考：Maxime Borry，Bryan Cordova，Angela Perri，Marsha Wibowo，Tanvi Prasad Honap，Jada Ko，Jie Yu，Kate Britton，Linus Girdland-Flink，Robert撰写的“ CoproID利用微生物组组成和宿主DNA含量预测了共蛋白质和古粪便的来源” C.Power，Ingelise Stuijts，DomingoC.Salazar-García，Courtney Hofman，Richard Hagan，ThérèseSamdapawindéKagoné，Nicolas Meda，Helene Carabin，David Jacobson，Karl Reinhard，Cecil Lewis，Aleksandar Kostic，Chongwon Jeong，Alexander Herbig，AlexanderHü和克里斯蒂娜·沃林纳（Christina Warinner），2020年4月17日，PeerJ.DOI：
10.7717 / peerj.9001

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