Зарегистрироваться

Реконструирована древняя ДНК виновницы «чёрной смерти»

Категория: медицинские науки | Источник: http://www.strf.ru

Пандемия, известная в просторечии как «чёрная смерть», в период с 1347 по 1351 год унесла жизни 30 миллионов человек, или примерно 30–50 процентов населения Европы. В последние несколько десятилетий господствующее мнение о том, что причиной заболевания была интенсивная вспышка инфекции, вызываемой бактерией Yersinia pestis (бубонная чума), было оспорено на основании исторических описаний заболевания, которые отличались от современных форм бубонной и лёгочной чумы. Однако недавнее исследование ДНК предполагаемых жертв средневековой трагедии показало, что в пандемии в качестве ответственного возбудителя действительно сильно замешана Y. pestis. Работа международной группы учёных под руководством Верены Шунеманн (Verena J. Schuenemann) из Института естественно-научной археологии Университета Тюбингена, Германия (Institut für Naturwissenschaftliche Archäologie, University of Tübingen), была опубликована в последнем номере журнала PNAS.

 

Важный вопрос, касающийся эпидемиологических и экологических различий между «чёрной смертью» и существенно менее опасными, чем 650 лет назад, вспышками чумы в современных популяциях, всё ещё остаётся открытым. Чтобы определить, какие именно генетические изменения данной бактерии вносили вклад в повышение или снижение её вирулентности (способности распространяться) с течением времени, учёные попытались получить данные о последовательности ДНК этого древнего организма из печально известных в прошлом регионов. Биологи обследовали более 100 костей и зубов из скелетной коллекции Королевского Монетного двора в Лондоне, которая состоит из жертв «чёрной смерти». Это массовое историческое захоронение жертв катастрофы 1348–1350 годов в Восточном Смитфилде хорошо документировано. Для анализа были использованы недавно разработанные методы обогащения ДНК, позволяющие отделить короткую древнюю бактериальную ДНК и митохондриальную ДНК человека от генетического (метагеномного) материала, получаемого непосредственно из образцов, загрязнённых почвенными и другими бактериями.

 

Последовательности ДНК были расшифрованы на секвенаторе Illumina, обладающем высокой пропускной способностью. Затем эти ДНК «реконструировали»: 10 полных митохондриальных геномов жертв чумы (16,5 тысячи пар нуклеотидов) и полный геном специфичной для Y. pestis плазмиды pPCP (9,6 тысячи пар нуклеотидов), отвечающей за вирулентность данной бактерии. Химическое повреждение, которое встречается именно в древних молекулах ДНК, подтвердило, что это были именно древние молекулы, а не случайно попавшие в образцы и загрязнившие их «современные» ДНК. Таким образом, это исследование, прежде всего, продемонстрировало, что новый метод метагеномики может быть использован для исследования древних инфекционных заболеваний и что древние геномы возбудителей заболеваний могут быть реконструированы и проанализированы.

 

Сравнение с современными бактериальными последовательностями показало, что древняя pPCP1-последовательность соответствует таковой у нескольких сохранившихся современных штаммов Y. pestis. Следовательно, этот участок ДНК вряд ли является местом возникновения других и, возможно, более вирулентных фенотипов данной бактерии в истории. Несмотря на сходство pPCP1 плазмиды древних и современных бактерий, в одном её участке был выявлен мотив ДНК, которого не оказалось у современных штаммов. Эти данные говорят о том, что древние формы бактерии Y. pestis действительно генетически отличались от современных и что их геном способен хранить дополнительные мотивы ДНК, которые могут быть ответственными за различия между древней и современной формами заболевания.

 

Важным результатом этой работы служит также тот факт, что исследователи продемонстрировали возможности метода для развития нового направления исследований – палеопатогеномики.

 

Источник информации:

Verena J. Schuenemann, Kirsten Bos, Sharon DeWitte, Sarah Schmedes, Joslyn Jamieson, Alissa Mittnik, Stephen Forrest, Brian K. Coombes, James W. Wood, David J. D. Earn, William White, Johannes Krause and Hendrik N. Poinarb,e,. Targeted enrichment of ancient pathogens yielding the pPCP1 plasmid of Yersinia pestis from victims of the Black Death. PNAS. September 20, 2011, 108 (38).

 

ЛАРИСА АКСЁНОВА