中国科学家解开3500多年前“奶酪”的秘密
北京时间9月25日，国际顶刊Cell杂志在线发表新疆小河墓地出土“最古老奶酪”的系统性古微生物基因组研究成果，该研究成果由中国科学院大学人文学院考古学与人类学系杨益民教授和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹研究团队、新疆文物考古研究所、新疆大学、国家文物局考古研究中心、北京大学第三医院等单位合作完成，论文共同第一作者刘逸宸、付巧妹，共同通讯作者付巧妹、杨益民。
该研究被Cell选为重点推荐论文，是国际首个古代奶制品遗存宏基因组研究。从距今约3500年的3例古老奶酪样本中提取出较高质量的开菲尔乳酸菌（Lactobacillus kefiranofaciens）基因组，发现其形成不同于欧洲菌株的分支，揭示开菲尔乳酸菌的另一独立的、东亚内陆传播路线；且通过探索开菲尔乳酸菌适应性演化历程，厘清新疆塔里木盆地古人群的生活方式，技术文化的交流和发展，及在进化时间尺度上开菲尔乳酸菌与人群协同演化、互利共生的分子机制。
食品发酵是人类历史上最古老的利用微生物进行生产实践的行为，不同族群文化对食品发酵有各自的偏好，生业模式的转变及农业发展也和发酵技术的演变息息相关。发酵奶制品很可能是最早出现的发酵食品，尽管人类食用发酵奶制品的历史悠久，但目前关于人类历史上对发酵微生物的应用和技术交流历史，以及发酵微生物本身的演化过程，特别是发酵微生物在长时间驯化条件下功能性基因的演变知之甚少。
新疆小河墓地出土的“奶酪”样本是迄今发现最早的奶酪制品，且在此前通过古蛋白质组学被鉴定为开菲尔奶酪，源自开菲尔酸奶，由开菲尔粒（类似酒曲）在奶中发酵而成；该研究2014年发表在国际科技考古旗舰期刊《Journal of Archaeological Science》，并获得Nature研究亮点报道。之后，研究团队开展了历时11年的古DNA提取、分析和阐释；尤其是付巧妹团队自主设计乳酸菌全基因组位点探针，从仅含有 0.43-0.55%乳酸菌的开菲尔奶酪样本中捕获富集到64-80%的乳酸菌，使得第一例古代全基因组研究成为可能。
此项研究通过重建其发酵微生物群落，进一步确证该奶酪制品由开菲尔乳酸菌发酵生产，而且用于制作开菲尔奶酪的产奶山羊来自新石器时代之后广泛分布在欧亚大陆的一个支系，而非东亚内陆地区同时期分布的驯化山羊。该结果表明新疆塔里木盆地古人群对开菲尔酸奶的开发很可能与该时期与欧亚草原人群的交流有关。
该研究通过对新疆古代开菲尔乳酸菌的系统发育关系分析，揭示了开菲尔乳酸菌的一条新的传播路线。研究发现用于发酵的开菲尔乳酸菌分两个重要支系，一个支系主要包括来自欧洲（德国）、亚洲沿海和岛屿地区的菌株，该支系符合从高加索扩散到欧洲及亚洲和东南亚沿海地区的扩散路线，而另一支系主要包括分布在东亚内陆地区（包括西藏）的菌株，新疆塔里木盆地古人群用于发酵开菲尔酸奶的菌株便来自该支系，且处在基部位置，这就表明存在另一条通过技术文化交流将开菲尔酸奶制作工艺从新疆地区传播至东亚内陆的传播路线。
研究发现，开菲尔乳酸菌两个支系的分化很可能就是其共同祖先最初被驯化后在不同人群的传播所导致的，代表不同古人群在应用和驯化发酵微生物过程中发生了不同路线的迁徙与交流。
