Οι επιζώντες του Μαύρου Θανάτου μετέδωσαν γονίδια αντίστασης στην πανούκλα στους απογόνους τους, αλλά αυτό έχει κόστος
"Black Death" - ξανά και ξανά
«Μαύρος θάνατος», ή η πανδημία της βουβωνικής πανώληςΟ 14ος αιώνας, που προκλήθηκε από το βακτήριο Yersinia pestis, στοίχισε τη ζωή του 30 έως 50% του ευρωπαϊκού πληθυσμού σε μόλις πέντε χρόνια. Στη συνέχεια, κάθε λίγα χρόνια παρατηρήθηκαν κρούσματα της νόσου στην ήπειρο. Κι όμως, κάθε επόμενο κέρδισε λιγότερες ζωές από το προηγούμενο. Για πολύ καιρό, οι επιστήμονες δεν μπορούσαν να καταλάβουν γιατί.
Ο βάκιλος της πανώλης (Yersinia pestis) είναι ένας τύπος gram-αρνητικών βακτηρίων από την οικογένεια Yersiniaceae. Ο μολυσματικός παράγοντας της βουβωνικής πανώλης μπορεί επίσης να προκαλέσει πνευμονία πανώλης και σηψαιμία.
Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH
Σύμφωνα με μια θεωρία, το ποσοστό θνησιμότηταςμειώθηκε λόγω εξελικτικών αλλαγών στο βακτήριο Y. pestis ή αναπτυγμένες ευρωπαϊκές πολιτιστικές πρακτικές που σχετίζονται με την υγιεινή. Ωστόσο, η βελτίωση της επιβίωσης θα μπορούσε επίσης να προκύψει από την ταχεία φυσική επιλογή που προκαλείται από την πανδημία. Οι επιστήμονες υποθέτουν ότι σε αυτό το σενάριο, τα άτομα με γονίδια αντίστασης στην πανώλη επιβίωσαν πιο συχνά και έτσι τα πέρασαν στην επόμενη γενιά με υψηλότερο ρυθμό.
Επικύρωση ιδέας
Για να ελέγξουν αυτήν την υπόθεση, οι ειδικοί συνέλεξαν περισσότερα από 500 δείγματα DNA από τα λείψανα ανθρώπων που πέθαναν πριν, κατά τη διάρκεια ή λίγο μετά τον Μαύρο Θάνατο που σάρωσε την Αγγλία και τη Δανία.
Οι ερευνητές εξήγαγαν DNA για ανάλυση.από τα λείψανα που είναι θαμμένα στους λάκκους πανώλης του East Smithfield του Λονδίνου. Πρόκειται για ένα νεκροταφείο περίπου 2 εκταρίων, το οποίο χρησιμοποιήθηκε για ομαδικούς τάφους μεταξύ 1348 και 1350. Συνέλεξαν 318 δείγματα από το Smithfield και άλλες τοποθεσίες στο Λονδίνο, καθώς και 198 δείγματα από πέντε τοποθεσίες στη Δανία. Το DNA ελήφθη από ανθρώπους που πέθαναν 500 χρόνια πριν ξεκινήσει ο Μαύρος Θάνατος και έως και 450 χρόνια μετά το τέλος του. Επιπλέον, πολλά από αυτά τα δείγματα ελήφθησαν από άτομα που βρίσκονταν στο «επίκεντρο των γεγονότων».
Πειραματιστείτε με μέρη ενός γονιδίου
Το DNA αποδείχθηκε ότι ήταν εξαιρετικά υποβαθμισμένο και αναμεμειγμένομε άλλο περιβαλλοντικό DNA, συμπεριλαμβανομένου αυτού που αφήνουν τα μικρόβια. Ως εκ τούτου, οι βιολόγοι μελέτησαν μόνο μικρές περιοχές του. Επικεντρώθηκαν σε περίπου 350 συγκεκριμένα γονίδια που εμπλέκονται στο ανοσοποιητικό σύστημα, καθώς και σε περίπου 500 ευρύτερες γονιδιωματικές περιοχές που προηγουμένως σχετίζονταν με διαταραχές του ανοσοποιητικού συστήματος.
Μεταξύ των γονιδίων που σχετίζονται με την ανοσία,Η ομάδα αναγνώρισε 245 παραλλαγές γονιδίων—δηλαδή συγκεκριμένες «γεύσεις» διαφορετικών γονιδίων. Η ιδιαιτερότητά τους είναι ότι εξαπλώθηκαν ιδιαίτερα έντονα στους Λονδρέζους μετά την έναρξη της πανδημίας. Τέσσερα από αυτά βρέθηκαν σε δείγματα από τη Δανία.
Ένα ευρύ φάσμα γονιδίων λειτουργεί, λένε οι επιστήμονεςμαζί για να πυροδοτήσουν μια ανοσολογική απόκριση έναντι παθογόνων όπως το Y. pestis. Αυτό υποδηλώνει ότι πολλά από αυτά τα γονίδια θα υπόκεινται σε φυσική επιλογή κατά τη διάρκεια της πανδημίας. Επιπλέον, τα δείγματα από την Αγγλία και τη Δανία μπορεί να έχουν διαφορετικά μοτίβα διακύμανσης σε αυτά τα γονίδια.
Χρησιμοποιώντας DNA που εξήχθη από τα δόντια ανθρώπων που πέθαναν πριν και κατά τη διάρκεια της πανδημίας πανώλης, οι ερευνητές βρήκαν γενετικές διαφορές.
Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά του Πανεπιστημίου Matt Clark/McMaster
Για να μάθουμε αν τα επισημασμένα γονίδια προστατεύουν τους ανθρώπουςαπό την πανώλη και πώς, συνέλεξαν ανοσοκύτταρα γνωστά ως μακροφάγα από ζωντανούς ανθρώπους. Οι βιολόγοι ανέλυσαν τη γενετική τους σύνθεση και στη συνέχεια εξέθεσαν τα κύτταρα στο Υ. pestis σε πιάτα Petri.
«Κόκκινη σημαία» για την ασυλία
Ένα γονίδιο - ERAP2 - αποδείχθηκε ότι ήταν ένα βασικό όπλοοπλοστάσιο κυττάρων του ανοσοποιητικού. Τουλάχιστον σε τρυβλία Petri, τα μακροφάγα που έφεραν δύο αντίγραφα της έκδοσης ERAP2 σκότωσαν Υ. Το pestis είναι πιο αποτελεσματικό από τα μακροφάγα με ή χωρίς ένα αντίγραφο της παραλλαγής του γονιδίου Το ERAP2 περιέχει οδηγίες για την κατασκευή μιας πρωτεΐνης που βοηθά τα κύτταρα του ανοσοποιητικού να εμφανίζουν σωματίδια ξένων εισβολέων, όπως βακτήρια, στην επιφάνειά τους , καλώντας τους να βοηθήσουν στην καταπολέμηση του ιού.
Τα μακροφάγα εκκρίνουν επίσης ουσίες που ονομάζονταικυτοκίνες για να συσπειρώσουν το ανοσοποιητικό σύστημα για την καταπολέμηση των παθογόνων. Αποδεικνύεται ότι το σύνολο των κυτοκινών που εκκρίνονται από τα κύτταρα ποικίλλει ανάλογα με τις εκδόσεις του γονιδίου ERAP2 που φέρουν.
Πρέπει να πληρώσεις για τα πάντα
Η μετά την πανούκλα έκδοση του ERAP2 έδωσε πραγματικάΟι φορείς έχουν ένα πλεονέκτημα έναντι του Μαύρου Θανάτου, αν και οι μελέτες σε εργαστηριακά πιάτα δεν αντικατοπτρίζουν πλήρως αυτό που συμβαίνει σε ένα άτομο στην πραγματική ζωή, τονίζουν οι επιστήμονες.
Κι όμως, αυτή η προστασία από την πανούκλα θα μπορούσε να είναι ακριβήκόστος. Σύμφωνα με μια αναφορά στο Journal of Clinical and Translational Gastroenterology, η έκδοση του ERAP2 που προστατεύει από το Y. pestis είναι ένας γνωστός παράγοντας κινδύνου για τη νόσο του Crohn. Οι συγγραφείς της μελέτης σημείωσαν ότι άλλες γενετικές παραλλαγές που σημειώθηκαν στη νέα μελέτη σχετίζονται με αυξημένο κίνδυνο αυτοάνοσων νοσημάτων, συμπεριλαμβανομένης της ρευματοειδούς αρθρίτιδας και του λύκου.
Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της πανδημίας αυτό δεν είχε σημασία,τονίζουν οι επιστήμονες. «Ο επείγων χαρακτήρας της πανδημίας έκανε τον συμβιβασμό αναπόφευκτο», εξηγούν σε ένα σχόλιο στο άρθρο του Nature. Παρόμοιοι συμβιβασμοί πιθανότατα συνέβησαν κατά τη διάρκεια άλλων ιστορικών εκρήξεων, πριν και μετά τον Μαύρο Θάνατο. Οι απόηχοι αυτών των γεγονότων μπορούν ακόμα να φανούν στο DNA των σύγχρονων ανθρώπων.
Διαβάστε περισσότερα:
Η NASA αποκάλυψε την προέλευση της Haumea - του πιο μυστηριώδους πλανήτη στο ηλιακό σύστημα
Οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν κάνει τον Άρη ακατοίκητο
Το συκώτι μπορεί να λειτουργήσει για περισσότερα από 100 χρόνια: οι επιστήμονες είπαν πώς αυτό είναι δυνατό