Überlebende des Schwarzen Todes haben Gene zur Resistenz gegen die Pest an ihre Nachkommen weitergegeben, aber das hat seinen Preis
"Schwarzer Tod" - immer wieder
„Schwarzer Tod“ oder die Beulenpest-PandemieDie durch das Bakterium Yersinia pestis verursachte Krankheit im 14. Jahrhundert forderte in nur fünf Jahren das Leben von 30 bis 50 % der europäischen Bevölkerung. Danach wurden auf dem Kontinent alle paar Jahre Ausbrüche der Krankheit beobachtet. Und doch forderte jeder weitere weniger Todesopfer als der vorherige. Wissenschaftler konnten lange Zeit nicht verstehen, warum.
Der Pestbazillus (Yersinia pestis) ist eine Art gramnegativer Bakterien aus der Familie der Yersiniaceae. Der Infektionserreger der Beulenpest kann auch eine Pestpneumonie und eine septische Pest verursachen.
Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH
Einer Theorie zufolge ist die Sterblichkeitsratenahm aufgrund evolutionärer Veränderungen im Bakterium Y ab. pestis oder entwickelte europäische kulturelle Praktiken im Zusammenhang mit Hygiene. Die Verbesserung der Überlebenschancen könnte jedoch auch auf die durch die Pandemie verursachte schnelle natürliche Selektion zurückzuführen sein. Wissenschaftler gehen davon aus, dass in diesem Szenario Menschen mit Pestresistenzgenen häufiger überlebten und diese somit häufiger an die nächste Generation weitergaben.
Ideenvalidierung
Um diese Hypothese zu testen, sammelten Experten mehr als 500 DNA-Proben aus den Überresten von Menschen, die vor, während oder kurz nach der Pest in England und Dänemark starben.
Die Forscher extrahierten DNA zur Analyse.aus den Überresten, die in den Pestgruben von East Smithfield in London begraben wurden. Dabei handelt es sich um einen etwa 2 Hektar großen Friedhof, der zwischen 1348 und 1350 für Massengräber genutzt wurde. Sie sammelten 318 Proben von Smithfield und anderen Standorten in London sowie 198 Proben von fünf Standorten in Dänemark. DNA wurde von Menschen gewonnen, die 500 Jahre vor Beginn des Schwarzen Todes und bis zu 450 Jahre nach seinem Ende starben. Darüber hinaus wurden viele dieser Proben von Menschen entnommen, die sich im „Epizentrum der Ereignisse“ befanden.
Experimentieren Sie mit Teilen eines Gens
Es stellte sich heraus, dass die DNA stark abgebaut und gemischt warmit anderer Umwelt-DNA, einschließlich der von Mikroben hinterlassenen. Daher untersuchten Biologen nur kleine Bereiche davon. Sie konzentrierten sich auf etwa 350 spezifische Gene, die am Immunsystem beteiligt sind, sowie auf etwa 500 umfassendere Genomregionen, die zuvor mit Immunstörungen in Verbindung gebracht wurden.
Zu den Genen, die mit der Immunität assoziiert sind, gehörenDas Team identifizierte 245 Genvarianten – also spezifische „Geschmacksrichtungen“ verschiedener Gene. Ihre Besonderheit besteht darin, dass sie sich nach Beginn der Pandemie besonders stark unter den Londonern ausbreiteten. Vier davon wurden in Proben aus Dänemark gefunden.
Wissenschaftler sagen, dass eine Vielzahl von Genen funktionierenzusammen, um eine Immunantwort gegen Krankheitserreger wie Y auszulösen. pestis. Dies deutet darauf hin, dass viele dieser Gene während der Pandemie einer natürlichen Selektion unterliegen werden. Darüber hinaus können die Proben aus England und Dänemark unterschiedliche Variationsmuster in diesen Genen aufweisen.
Unter Verwendung von DNA, die aus den Zähnen von Menschen extrahiert wurde, die vor und während der Pestepidemie starben, fanden die Forscher genetische Unterschiede.
Bild mit freundlicher Genehmigung von Matt Clark/McMaster University
Um herauszufinden, ob die markierten Gene Menschen schützenvon der Pest und wie sie Immunzellen, sogenannte Makrophagen, von lebenden Menschen sammelten. Biologen analysierten ihre genetische Ausstattung und setzten die Zellen dann Y aus. Pestis in Petrischalen.
„Rote Fahne“ für Immunität
Ein Gen – ERAP2 – erwies sich als SchlüsselwaffeArsenal an Immunzellen. Zumindest in Petrischalen töteten Makrophagen, die zwei Kopien der ERAP2-Version trugen, Y. pestis ist wirksamer als Makrophagen mit oder ohne eine Kopie der Genvariante. ERAP2 enthält Anweisungen zur Herstellung eines Proteins, das Immunzellen dabei hilft, Partikel fremder Eindringlinge wie Bakterien auf ihrer Oberfläche anzuzeigen , und forderte sie auf, bei der Bekämpfung des Virus zu helfen.
Makrophagen sezernieren auch sogenannte SubstanzenZytokine, um das Immunsystem zur Bekämpfung von Krankheitserregern zu stärken. Es stellt sich heraus, dass der Satz an Zytokinen, die von Zellen abgesondert werden, je nachdem, welche Versionen des ERAP2-Gens sie tragen, variiert.
Sie müssen für alles bezahlen
Die Post-Pest-Version von ERAP2 hat wirklich nachgegebenTräger haben einen Vorteil gegenüber dem Schwarzen Tod, obwohl Studien an Laborgerichten nicht vollständig widerspiegeln, was mit einem Menschen im wirklichen Leben passiert, betonen Wissenschaftler.
Und doch könnte dieser Schutz vor der Pest teuer seinkosten. Laut einem Bericht im Journal of Clinical and Translational Gastroenterology ist die Version von ERAP2, die vor Y schützt. pestis ist ein bekannter Risikofaktor für Morbus Crohn. Die Autoren der Studie stellten fest, dass andere in der neuen Studie festgestellte genetische Varianten mit einem erhöhten Risiko für Autoimmunerkrankungen, einschließlich rheumatoider Arthritis und Lupus, verbunden sind.
Während der Pandemie spielte dies jedoch keine Rolle,betonen Wissenschaftler. „Die Dringlichkeit der Pandemie machte Kompromisse unvermeidlich“, erklären sie in einem Kommentar zum Nature-Artikel. Ähnliche Kompromisse kam es wahrscheinlich auch bei anderen historischen Ausbrüchen vor und nach dem Schwarzen Tod. In der DNA moderner Menschen sind noch heute Echos dieser Ereignisse zu erkennen.
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