Overlevende fra Den Sorte Død videregav gener for resistens mod pesten til deres efterkommere, men det koster penge.
"Black Death" - igen og igen
"Sorte Død", eller byllepest-pandemienXIV århundrede, forårsaget af bakterien Yersinia pestis, krævede livet for 30 til 50% af den europæiske befolkning på kun fem år. Bagefter blev der observeret udbrud af sygdommen på kontinentet med få års mellemrum. Og alligevel krævede hver efterfølgende færre liv end den forrige. I lang tid kunne forskerne ikke forstå hvorfor.
Pestbacille (Yersinia pestis) er en type gram-negative bakterier fra Yersiniaceae-familien. Smittestoffet af byllepest kan også forårsage pest-lungebetændelse og septicemisk pest.
Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH
Ifølge en teori, dødelighedenfaldet på grund af evolutionære ændringer i bakterien Y. pestis eller udviklede europæiske kulturelle praksisser relateret til hygiejne. Forbedringen i overlevelse kan dog også skyldes hurtig naturlig udvælgelse forårsaget af pandemien. Forskere antager, at i dette scenarie overlevede mennesker med pestresistensgener oftere og gav dem dermed videre til næste generation i højere grad.
Idévalidering
For at teste denne hypotese indsamlede eksperter mere end 500 DNA-prøver fra resterne af mennesker, der døde før, under eller kort efter, at Den Sorte Død fejede gennem England og Danmark.
Forskerne udtog DNA til analyse.fra resterne begravet i Londons East Smithfield pestgrave. Dette er en kirkegård på cirka 2 hektar, som blev brugt til massegrave mellem 1348 og 1350. De indsamlede 318 prøver fra Smithfield og andre steder i London, samt 198 prøver fra fem steder i Danmark. DNA blev opnået fra mennesker, der døde 500 år før den sorte død begyndte og op til 450 år efter dens afslutning. Desuden blev mange af disse prøver taget fra mennesker, der var i "begivenhedernes epicenter."
Eksperimenter med dele af et gen
DNA'et viste sig at være stærkt nedbrudt og blandetmed andet miljø-DNA, herunder det, der efterlades af mikrober. Derfor undersøgte biologer kun små områder af det. De fokuserede på omkring 350 specifikke gener, der er involveret i immunsystemet, såvel som omkring 500 bredere genomiske regioner, der tidligere var forbundet med immunforstyrrelser.
Blandt generne forbundet med immunitet,Holdet identificerede 245 genvarianter - det vil sige specifikke "smag" af forskellige gener. Deres ejendommelighed er, at de spredte sig særligt stærkt blandt londonere efter pandemiens start. Fire af dem blev fundet i prøver fra Danmark.
En bred vifte af gener virker, siger videnskabsmændsammen for at udløse et immunrespons mod patogener såsom Y. pestis. Dette tyder på, at mange af disse gener vil være genstand for naturlig selektion under pandemien. Derudover kan prøverne fra England og Danmark have forskellige variationsmønstre i disse gener.
Ved at bruge DNA ekstraheret fra tænderne på mennesker, der døde før og under pest-pandemien, fandt forskerne genetiske forskelle.
Billede udlånt af Matt Clark/McMaster University
For at finde ud af, om de markerede gener beskytter menneskerfra pesten og hvordan, de indsamlede immunceller kendt som makrofager fra levende mennesker. Biologer analyserede deres genetiske sammensætning og udsatte derefter cellerne for Y. pestis i petriskåle.
"Rødt flag" for immunitet
Et gen - ERAP2 - viste sig at være et nøglevåben iarsenal af immunceller. I det mindste i petriskåle dræbte makrofager med to kopier af ERAP2-versionen Y. pestis er mere effektiv end makrofager med eller uden én kopi af genvarianten. ERAP2 indeholder instruktioner til fremstilling af et protein, der hjælper immunceller med at vise partikler af fremmede angribere såsom bakterier på deres overflade. Dette rejser et "rødt flag" for andre immunceller , og opfordrer dem til at hjælpe med at bekæmpe virussen.
Makrofager udskiller også stoffer kaldetcytokiner til at samle immunsystemet til at bekæmpe patogener. Det viser sig, at det sæt af cytokiner, der udskilles af celler, varierer afhængigt af, hvilke versioner af ERAP2-genet de bærer.
Du skal betale for alt
Post-pest-versionen af ERAP2 gav virkeligbærere har en fordel i forhold til den sorte død, selvom undersøgelser i laboratorieretter ikke fuldt ud afspejler, hvad der sker med en person i det virkelige liv, understreger videnskabsmænd.
Og alligevel kan denne beskyttelse mod pesten være dyrkoste. Ifølge en rapport i Journal of Clinical and Translational Gastroenterology er versionen af ERAP2, der beskytter mod Y. pestis er en kendt risikofaktor for Crohns sygdom. Undersøgelsens forfattere bemærkede, at andre genetiske varianter, der er noteret i den nye undersøgelse, er forbundet med en øget risiko for autoimmune sygdomme, herunder reumatoid arthritis og lupus.
Men under pandemien betød dette ikke noget,understreger forskere. "Pandemiens hastende karakter gjorde kompromis uundgåeligt," forklarer de i en kommentar til Nature-artiklen. Lignende kompromiser fandt sandsynligvis sted under andre historiske udbrud, før og efter Den Sorte Død. Ekkoer af disse begivenheder kan stadig ses i moderne menneskers DNA.
Læs mere:
NASA afslørede oprindelsen af Haumea - den mest mystiske planet i solsystemet
Levende organismer har gjort Mars ubeboelig
Leveren kan arbejde i mere end 100 år: videnskabsmænd fortalte, hvordan dette er muligt