Коллектив исследователей из Дании и Великобритании показал, что чума в два раза старше, чем считалось до сих пор.
Оказалось, что люди уже умирали от этой болезни 5000 лет назад. Кроме того, ученые проследили, как менялась чума со временем и установили, что бубонная чума возникла примерно в первом тысячелетии до нашей эры.
Ученые проанализировали геномы, извлеченные из зубов 101 человека Бронзового века. Все эти люди проживали на территории от Сибири до Польши. Образцы ДНК исследуемых тканей секвенировали, а затем, используя компьютерную обработку, выделили те фрагменты, которые соответствуют ДНК бактерии Yersinia pestis – возбудителя чумы. Авторы доказали ее наличие у семи человек, один из которых умер 5783 года назад – древнейший известный случай этого заболевания.
В шести из семи образцов исчез важный фрагмент генетического кода, присутствующий в современных штаммах – так называемый «вирулентный ген» (Ymt). Кроме того, в другом участке ДНК – активаторе плазминогена Pla, который присутствует у обеих форм чумы, – отсутствовала более поздняя мутация, а в некоторых образцах Pla не было вовсе.
Ymt отвечает за механизмы защиты бактерии внутри пищеварительной системы блох, в то время как Pla обеспечивает проникновение патогена сквозь ткани. Наличие Ymt позволяет Yersinia pestis селиться внутри насекомых – блох, которые становятся вектором, то есть переносчиком болезни. Этот ген делает бактерию более заразной, что может объяснять ее исключительно быстрое распространение во время мировых пандемий.
Развитие Pla имеет важное значение для эволюции как легочной (передающейся воздушно-капельным путем), так и бубонной формы чумы – в некоторых более ранних ДНК этот ген еще не прошел мутацию, позволяющую бактерии глубже проникать в различные ткани, а в части образцов он и вовсе отсутствует. Наличие модифицированного гена Pla позволяет инфекции попадать в лимфатическую систему, вызывая образование «бубонов» – увеличенных воспаленных лимфатических узлов, которые и дали название болезни.
Ученые сопоставили данные генетического анализа с возрастом останков и найденных в них ДНК Yersinia pestis. На основании этой информации авторы делают вывод, что по меньшей мере в течение 3 тысяч лет до того, как бактерия эволюционировала, она оставалась эндемичной в человеческой популяции народов Евразии, то есть передавалась в основном только от человека к человеку через прямой контакт. Первой пандемией бубонной чумы, вызванной приспособившейся к блохам Yersinia pestis, стала Юстинианова чума, начало которой датируется 541 годом нашей эры.
Бубонная чума вызывала пандемии, которые уничтожали целые народы. Например, эпидемия Черной Смерти опустошила Европу в XIV веке, сократив ее население, по разным оценкам, в два-три раза. Новые доказательства того, что человеческая чума появилась уже к началу Бронзового века, могут стать объяснением резкой убыли населения в конце IV и начале III тысячелетия до нашей эры. Изучение механизмов, которые способствовали эволюции бактерии-возбудителя чумы, может помочь в предсказании возникновения других опасных для человека патогенов.
Результаты исследований опубликованы в журнале Cell.
Автор: Екатерина Козлякова