Tí, ktorí prežili čiernu smrť, odovzdali gény odolnosti voči moru svojim potomkom, ale stojí to za to
"Čierna smrť" - znova a znova
„Čierna smrť“ alebo pandémia bubonického moruXIV storočia, spôsobená baktériou Yersinia pestis, si za päť rokov vyžiadala životy 30 až 50 % európskej populácie. Potom sa na kontinente každých niekoľko rokov pozorovali ohniská choroby. A predsa každý ďalší si vyžiadal menej obetí ako ten predchádzajúci. Vedci dlho nevedeli pochopiť prečo.
Morový bacil (Yersinia pestis) je typ gramnegatívnych baktérií z čeľade Yersiniaceae. Infekčný agens bubonického moru môže spôsobiť aj morovú pneumóniu a septikemický mor.
Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH
Podľa jednej teórie úmrtnosťpoklesla v dôsledku evolučných zmien baktérie Y. pestis alebo rozvinuté európske kultúrne postupy súvisiace s hygienou. Zlepšenie prežitia by však mohlo vyplynúť aj z rýchleho prirodzeného výberu spôsobeného pandémiou. Vedci predpokladajú, že v tomto scenári ľudia s génmi odolnosti voči moru prežívali častejšie, a tak ich prenášali na ďalšiu generáciu vo vyššej miere.
Overenie nápadu
Na overenie tejto hypotézy experti zozbierali viac ako 500 vzoriek DNA z pozostatkov ľudí, ktorí zomreli pred, počas alebo krátko po tom, čo sa Anglickom a Dánskom prehnala čierna smrť.
Vedci odobrali DNA na analýzu.z pozostatkov pochovaných v londýnskych morových jamách East Smithfield. Ide o cintorín s rozlohou približne 2 hektáre, ktorý sa v rokoch 1348 až 1350 využíval na hromadné hroby. Zozbierali 318 vzoriek zo Smithfieldu a ďalších miest v Londýne, ako aj 198 vzoriek z piatich miest v Dánsku. DNA bola získaná od ľudí, ktorí zomreli 500 rokov pred začiatkom čiernej smrti a až 450 rokov po jej skončení. Navyše, mnohé z týchto vzoriek boli odobraté od ľudí, ktorí boli v „epicentre udalostí“.
Experimentujte s časťami génu
Ukázalo sa, že DNA je vysoko degradovaná a zmiešanás inou environmentálnou DNA, vrátane tej, ktorú zanechali mikróby. Biológovia preto skúmali len jej malé oblasti. Zamerali sa na približne 350 špecifických génov, ktoré sa podieľajú na imunitnom systéme, ako aj na približne 500 širších oblastí genómu, ktoré boli predtým spojené s poruchami imunity.
Spomedzi génov spojených s imunitou,Tím identifikoval 245 génových variantov - to znamená špecifické "príchute" rôznych génov. Ich zvláštnosťou je, že sa po vypuknutí pandémie rozšírili najmä medzi Londýnčanmi. Štyri z nich sa našli vo vzorkách z Dánska.
Podľa vedcov funguje široká škála génovspoločne spustiť imunitnú odpoveď proti patogénom, ako je Y. pestis. To naznačuje, že mnohé z týchto génov budú počas pandémie podliehať prirodzenému výberu. Okrem toho vzorky z Anglicka a Dánska môžu mať rôzne variácie týchto génov.
Pomocou DNA extrahovanej zo zubov ľudí, ktorí zomreli pred a počas pandémie moru, vedci zistili genetické rozdiely.
Obrázok s láskavým dovolením Matt Clark/McMaster University
Ak chcete zistiť, či označené gény chránia ľudíz moru a ako zbierali od živých ľudí imunitné bunky známe ako makrofágy. Biológovia analyzovali ich genetické zloženie a potom vystavili bunky Y. pestis v Petriho miskách.
"Červená vlajka" pre imunitu
Jeden gén – ERAP2 – sa ukázal ako kľúčová zbraňarzenál imunitných buniek. Aspoň v Petriho miskách makrofágy nesúce dve kópie verzie ERAP2 zabili Y. pestis je účinnejší ako makrofágy s jednou kópiou variantu génu alebo bez nej. ERAP2 obsahuje pokyny na výrobu proteínu, ktorý pomáha imunitným bunkám zobrazovať častice cudzích útočníkov, ako sú baktérie, na svojom povrchu , vyzývajúc ich, aby pomohli v boji proti vírusu.
Макрофаги также выделяют вещества, называемые цитокинами, чтобы сплотить иммунную систему для борьбы с патогенами. Оказалось, что набор цитокинов, выделяемых клетками, варьируется в зависимости от того, какие версии гена ERAP2 они несут.
Za všetko treba platiť
Постчумная версия ERAP2 действительно дала носителям преимущество перед «Черной смертью», хотя исследования в лабораторных чашках не полностью отражают то, что происходит с человеком в реальной жизни, подчеркивают ученые.
И, все же, эта защита от чумы могла дорого стоить. Согласно отчету журнала Clinical and Translational Gastroenterology, версия ERAP2, которая защищает от Y. pestis, является известным фактором риска болезни Крона. Авторы исследования отметили, что другие генетические варианты, отмеченные в новом исследовании, связаны с повышенным риском аутоиммунных заболеваний, включая ревматоидный артрит и волчанку.
Однако во время пандемии это было неважно, подчеркивают ученые. «Срочность пандемии сделала компромисс неизбежным», — объясняют они в комментарии к статье в журнале Nature. Подобные компромиссы, вероятно, были и во время других исторических вспышек, до и после «Черной смерти». Отголоски этих событий все еще можно наблюдать в ДНК современных людей.
Čítaj viac:
NASA odhalila pôvod Haumea – najzáhadnejšej planéty slnečnej sústavy
Živé organizmy urobili Mars neobývateľným
Pečeň môže pracovať viac ako 100 rokov: vedci povedali, ako je to možné