Overlevende fra svartedauden ga gener for motstand mot pesten videre til sine etterkommere, men dette har en pris
«Black Death» – igjen og igjen
«Black Death», eller byllepest-pandemienXIV århundre, forårsaket av bakterien Yersinia pestis, krevde livet til 30 til 50% av den europeiske befolkningen på bare fem år. Etterpå ble det observert utbrudd av sykdommen på kontinentet med noen års mellomrom. Og likevel krevde hver påfølgende færre liv enn den forrige. I lang tid kunne ikke forskere forstå hvorfor.
Pestbasill (Yersinia pestis) er en type gramnegative bakterier fra familien Yersiniaceae. Smittestoffet til byllepest kan også forårsake pest-lungebetennelse og septicemisk pest.
Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH
Ifølge en teori, dødelighetenredusert på grunn av evolusjonære endringer i bakterien Y. pestis eller utviklet europeiske kulturelle praksiser knyttet til hygiene. Imidlertid kan forbedringen i overlevelse også skyldes rask naturlig seleksjon forårsaket av pandemien. Forskere antar at i dette scenariet overlevde personer med pestresistensgener oftere og ga dem dermed videre til neste generasjon i høyere hastighet.
Idevalidering
For å teste denne hypotesen samlet eksperter mer enn 500 DNA-prøver fra restene av mennesker som døde før, under eller kort tid etter at Svartedauden feide gjennom England og Danmark.
Forskerne hentet ut DNA for analyse.fra restene begravet i Londons pestgroper i East Smithfield. Dette er en kirkegård på cirka 2 hektar, som ble brukt til massegraver mellom 1348 og 1350. De samlet inn 318 prøver fra Smithfield og andre steder i London, samt 198 prøver fra fem steder i Danmark. DNA ble hentet fra mennesker som døde 500 år før svartedauden begynte og opptil 450 år etter slutten. Dessuten ble mange av disse prøvene tatt fra personer som var i «episenteret for hendelsene».
Eksperimenter med deler av et gen
DNAet viste seg å være sterkt nedbrutt og blandetmed annet miljø-DNA, inkludert det etterlatt av mikrober. Derfor studerte biologer bare små områder av den. De fokuserte på rundt 350 spesifikke gener som er involvert i immunsystemet, samt rundt 500 bredere genomiske regioner som tidligere var assosiert med immunforstyrrelser.
Blant genene assosiert med immunitet,Teamet identifiserte 245 genvarianter - det vil si spesifikke "smaker" av forskjellige gener. Deres særegenhet er at de spredte seg spesielt sterkt blant londonere etter at pandemien startet. Fire av dem ble funnet i prøver fra Danmark.
Et bredt spekter av gener fungerer, sier forskeresammen for å utløse en immunrespons mot patogener som Y. pestis. Dette tyder på at mange av disse genene vil være gjenstand for naturlig seleksjon under pandemien. I tillegg kan prøvene fra England og Danmark ha forskjellige variasjonsmønstre i disse genene.
Ved å bruke DNA ekstrahert fra tennene til mennesker som døde før og under pestpandemien, fant forskerne genetiske forskjeller.
Bilde med tillatelse av Matt Clark/McMaster University
For å finne ut om de flaggede genene beskytter folkfra pesten og hvordan, samlet de immunceller kjent som makrofager fra levende mennesker. Biologer analyserte deres genetiske sammensetning og eksponerte deretter cellene for Y. pestis i petriskåler.
"Rødt flagg" for immunitet
Ett gen - ERAP2 - viste seg å være et nøkkelvåpen iarsenal av immunceller. I hvert fall i petriskåler drepte makrofager med to kopier av ERAP2-versjonen Y. pestis er mer effektiv enn makrofager med eller uten én kopi av genvarianten ERAP2 inneholder instruksjoner for å lage et protein som hjelper immunceller til å vise partikler av fremmede inntrengere som bakterier på overflaten. Dette hever et "rødt flagg" for andre immunceller , og ber dem hjelpe til med å bekjempe viruset.
Makrofager skiller også ut stoffer som kallescytokiner for å samle immunsystemet for å bekjempe patogener. Det viser seg at settet med cytokiner som skilles ut av celler varierer avhengig av hvilke versjoner av ERAP2-genet de bærer.
Du må betale for alt
Post-pest-versjonen av ERAP2 ga virkeligbærere har en fordel fremfor svartedauden, selv om studier i laboratorieretter ikke fullt ut reflekterer hva som skjer med en person i det virkelige liv, understreker forskere.
Og likevel kan denne beskyttelsen mot pesten bli dyrkoste. I følge en rapport i Journal of Clinical and Translational Gastroenterology, er versjonen av ERAP2 som beskytter mot Y. pestis er en kjent risikofaktor for Crohns sykdom. Studieforfatterne bemerket at andre genetiske varianter notert i den nye studien er assosiert med økt risiko for autoimmune sykdommer, inkludert revmatoid artritt og lupus.
Men under pandemien spilte dette ingen rolle,understreker forskere. "Det haster med pandemien gjorde kompromiss uunngåelig," forklarer de i en kommentar til Nature-artikkelen. Lignende kompromisser skjedde sannsynligvis under andre historiske utbrudd, før og etter svartedauden. Ekko av disse hendelsene kan fortsatt sees i DNA til moderne mennesker.
Les mer:
NASA avslørte opprinnelsen til Haumea - den mest mystiske planeten i solsystemet
Levende organismer har gjort Mars ubeboelig
Leveren kan fungere i mer enn 100 år: forskere fortalte hvordan dette er mulig