Přeživší černé smrti předali geny pro odolnost vůči moru svým potomkům, ale stojí to za to
"Černá smrt" - znovu a znovu
"Černá smrt" nebo pandemie dýmějového morustoletí, způsobené bakterií Yersinia pestis, si během pouhých pěti let vyžádalo životy 30 až 50 % evropské populace. Poté byla na kontinentu každých několik let pozorována ohniska onemocnění. A přesto si každý následující vyžádal méně obětí než ten předchozí. Vědci dlouho nemohli pochopit proč.
Morový bacil (Yersinia pestis) je druh gramnegativních bakterií z čeledi Yersiniaceae. Infekční agens dýmějového moru může také způsobit morovou pneumonii a septikemický mor.
Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH
Podle jedné teorie úmrtnostpoklesla v důsledku evolučních změn u bakterie Y. pestis nebo rozvinuté evropské kulturní praktiky související s hygienou. Zlepšení přežití by však mohlo být také výsledkem rychlého přirozeného výběru způsobeného pandemií. Vědci předpokládají, že v tomto scénáři lidé s geny odolnosti proti moru přežívali častěji, a tak je předávali další generaci vyšší rychlostí.
Ověření nápadu
K ověření této hypotézy odborníci shromáždili více než 500 vzorků DNA z pozůstatků lidí, kteří zemřeli před, během nebo krátce poté, co se Anglie a Dánsko prohnala černá smrt.
Vědci extrahovali DNA pro analýzu.z ostatků pohřbených v londýnských morových jámách East Smithfield. Jedná se o hřbitov o rozloze přibližně 2 hektary, který byl v letech 1348 až 1350 využíván pro hromadné hroby. Odebrali 318 vzorků ze Smithfieldu a dalších míst v Londýně a také 198 vzorků z pěti míst v Dánsku. DNA byla získána od lidí, kteří zemřeli 500 let před začátkem černé smrti a až 450 let po jejím skončení. Navíc mnoho z těchto vzorků bylo odebráno lidem, kteří byli v „epicentru událostí“.
Experimentujte s částmi genu
Ukázalo se, že DNA je vysoce degradovaná a smíšenás jinou environmentální DNA, včetně té, kterou zanechávají mikroby. Biologové proto studovali jen její malé oblasti. Zaměřili se na asi 350 specifických genů, které se podílejí na imunitním systému, a také na asi 500 širších genomických oblastí dříve spojovaných s imunitními poruchami.
Mezi geny spojené s imunitou,Tým identifikoval 245 genových variant – tedy specifických „příchutí“ různých genů. Jejich zvláštností je, že se zvláště silně rozšířily mezi Londýňany po vypuknutí pandemie. Čtyři z nich byly nalezeny ve vzorcích z Dánska.
Podle vědců funguje celá řada genůspolečně spustit imunitní reakci proti patogenům, jako je Y. pestis. Z toho vyplývá, že mnoho z těchto genů bude během pandemie podléhat přirozenému výběru. Kromě toho vzorky z Anglie a Dánska mohou mít různé vzory variací v těchto genech.
Pomocí DNA extrahované ze zubů lidí, kteří zemřeli před a během morové pandemie, vědci zjistili genetické rozdíly.
Obrázek s laskavým svolením Matt Clark/McMaster University
Chcete-li zjistit, zda označené geny chrání lidiod moru a jak sbírali imunitní buňky známé jako makrofágy od živých lidí. Biologové analyzovali jejich genetickou výbavu a poté vystavili buňky působení Y. pestis v Petriho miskách.
"Červená vlajka" pro imunitu
Jeden gen – ERAP2 – se ukázal jako klíčová zbraňarzenál imunitních buněk. Alespoň v Petriho miskách makrofágy nesoucí dvě kopie verze ERAP2 zabily Y. pestis je účinnější než makrofágy s jednou kopií varianty genu nebo bez ní. ERAP2 obsahuje pokyny pro výrobu proteinu, který pomáhá imunitním buňkám zobrazovat částice cizích vetřelců, jako jsou bakterie, na jejich povrchu. To vyvolává „červenou vlajku“ pro ostatní imunitní buňky a vyzývá je, aby pomohli v boji proti viru.
Makrofágy také vylučují látky tzvcytokiny, aby sjednotily imunitní systém k boji s patogeny. Ukazuje se, že sada cytokinů vylučovaných buňkami se liší podle toho, které verze genu ERAP2 nesou.
Za všechno se musí platit
Post-morová verze ERAP2 opravdu dalapřenašeči mají oproti černé smrti výhodu, i když studie v laboratorních miskách plně neodrážejí to, co se s člověkem děje v reálném životě, zdůrazňují vědci.
A přesto by tato ochrana před morem mohla být drahánáklady. Podle zprávy v Journal of Clinical and Translational Gastroenterology verze ERAP2, která chrání před Y. pestis je známý rizikový faktor pro Crohnovu chorobu. Autoři studie poznamenali, že další genetické varianty uvedené v nové studii jsou spojeny se zvýšeným rizikem autoimunitních onemocnění, včetně revmatoidní artritidy a lupusu.
Během pandemie to však nevadilo,zdůrazňují vědci. „Naléhavost pandemie učinila kompromis nevyhnutelným,“ vysvětlují v komentáři k článku Nature. K podobným kompromisům pravděpodobně došlo během jiných historických ohnisek, před a po černé smrti. Ozvěny těchto událostí lze stále vidět v DNA moderních lidí.
Přečtěte si více:
NASA odhalila původ Haumea – nejzáhadnější planety sluneční soustavy
Živé organismy učinily Mars neobyvatelným
Játra mohou fungovat více než 100 let: vědci řekli, jak je to možné