Supraviețuitorii Morții Negre au transmis genele de rezistență la ciumă descendenților lor, dar acest lucru vine cu un cost ridicat
„Moartea neagră” - iar și iar
Moartea Neagră, sau pandemia de ciumă bubonică din secolul al 14-lea, cauzată de bacteria Yersinia pestis, a ucis 30-50 % din populația Europei în doar cinci ani.De atunci, continentul a cunoscut focare la fiecare câțiva ani, dar fiecare focar succesiv a revendicat mai puține vieți decât ultimul .Pentru o lungă perioadă de timp, oamenii de știință nu au putut înțelege de ce.
Bacilul ciumei (Yersinia pestis) este o specie de bacterii gram-negative din familia Yersiniaceae.ciuma bubonică, poate provoca, de asemenea, ciumă, pneumonie și ciumă septicemică.
Laboratoarele Rocky Mountain, NIAID, NIH
Conform unei teorii, rata mortalității a scăzut datorită schimbărilor evolutive ale bacteriei Y.Cu toate acestea, este posibil ca îmbunătățirile în supraviețuire să fi rezultat și din selecția naturală rapidă cauzată de pandemie.În acest scenariu, persoanele cu gene rezistente la ciumă au supraviețuit mai des și, astfel, le-au transmis generației următoare într-un ritm mai rapid.
Validarea ideii
Pentru a testa această ipoteză, experții au colectat mai mult de 500 de mostre de ADN din rămășițele oamenilor care au murit înainte, în timpul sau la scurt timp după ce Moartea Neagră a măturat Anglia și Danemarca.
Pentru analiză, cercetătorii au extras ADN din rămășițele îngropate în gropile de ciumă East Smithfield din Londra.Este un cimitir de aproximativ 2 hectare care a fost folosit pentru gropi comune între 1348 și 1350 .Ei au colectat 318 probe de la Smithfield și din alte părți din Londra, precum și 198 de probe din cinci locațiiÎn Danemarca, ADN-ul provine de la oameni care au murit cu 500 de ani înainte de Moartea Neagră și înainte de 450 de ani Și multe dintre aceste probe au fost luate de la oameni care se aflau în "epicentrul evenimentelor".
Experimentați cu părți ale unei gene
ADN-ul a fost grav degradat și amestecat cu alte ADN-uri din mediu, inclusiv cu cel lăsat în urmă de microbi.Ei s-au concentrat pe aproximativ 350 de gene specifice care sunt implicate în sistemul imunitar, precum și în aproximativ 500 de regiuni mai largi ale genomului asociate anterior cu tulburări imune.
Printre genele asociate cu imunitatea, echipa a identificat 245 de variante de gene - adică "arome" specifice ale diferitelor gene.Particularitatea lor este că au fost deosebit de răspândite în rândul londonezilor de la începutul pandemiei.Patru dintre ele au fost găsite în probe din Danemarca.
Potrivit oamenilor de știință, o gamă largă de gene lucrează împreună pentru a declanșa un răspuns imunRezultă că multe dintre aceste gene vor cădea sub controlul agenților patogeni, cum ar fi Y. pestis. În plus, eșantioanele din Anglia și Danemarca potdiferă în diferite modele de variabilitate a acestor gene.
Folosind ADN extras din dinții persoanelor care au murit înainte și în timpul pandemiei de ciumă, cercetătorii au descoperit diferențe genetice.
Imagine prin amabilitatea Matt Clark/McMaster University
Pentru a afla dacă și cum genele umane etichetate protejează ciuma, au colectat celule imune cunoscute sub numele de macrofage de la oameni vii.Biologii au analizat structura lor genetică și apoi au expus celulele la Y. pestis în vase Petri.
„Steagul roșu” pentru imunitate
O genă, ERAP2, s-a dovedit a fi o armă cheie în arsenalul celulelor imune.Cel puțin în vasele Petri, macrofagele care transportau două copii ale versiunii ERAP2 l-au ucis pe Y.Pestis este mai eficient decât macrofagele cu sau fără o copie a variantei genetice. ERAP2 conțineInstrucțiuni pentru producerea unei proteine care ajută celulele imune să cartografieze particulele invadatorilor străini, cum ar fi bacteriile de pe suprafața lor. Se ridicăUn "steag roșu" pentru alte celule imune, îndemnându-le să ajute la combaterea virusului.
Macrofagele secretă și substanțe numitecitokinele pentru a mobiliza sistemul imunitar pentru a lupta împotriva agenților patogeni. Se pare că setul de citokine secretate de celule variază în funcție de versiunile genei ERAP2 pe care le poartă.
Trebuie să plătești pentru tot
Versiunea post-ciumă a lui ERAP2 a dat cu adevăratpurtătorii au un avantaj față de Moartea Neagră, deși studiile din vasele de laborator nu reflectă pe deplin ceea ce se întâmplă cu o persoană în viața reală, subliniază oamenii de știință.
Și totuși, această protecție împotriva ciumei ar putea fi costisitoarecost. Potrivit unui raport din Journal of Clinical and Translational Gastroenterology, versiunea ERAP2 care protejează împotriva Y. pestis este un factor de risc cunoscut pentru boala Crohn. Autorii studiului au remarcat că alte variante genetice observate în noul studiu sunt asociate cu un risc crescut de boli autoimune, inclusiv artrita reumatoidă și lupusul.
Cu toate acestea, în timpul pandemiei, acest lucru nu a contat,subliniază oamenii de știință. „Urgența pandemiei a făcut compromisul inevitabil”, explică ei într-un comentariu la articolul Nature. Compromisuri similare au avut loc probabil în timpul altor focare istorice, înainte și după Moartea Neagră. Ecourile acestor evenimente pot fi încă văzute în ADN-ul oamenilor moderni.
Citeste mai mult:
NASA a dezvăluit originea Haumea - cea mai misterioasă planetă din sistemul solar
Organismele vii au făcut Marte nelocuitor
Ficatul poate funcționa mai mult de 100 de ani: oamenii de știință au spus cum este posibil acest lucru