Это - чума
Молекулы ДНК «Черной смерти», уничтожившей в Средние века треть населения Европы, подняли из могил и секвенировали.
Под именем Yersinia pestis скрывается патоген, в свое время уничтоживший треть населения Европы, а также еще массу народа в Африке и Азии. Он ответственен, в частности, за то, что называют «Черной смертью» — одну из трех крупнейших пандемий чумы, зародившуюся в Монголии и уничтожавшую европейцев в период с 1346 по 1351 год. Спустя почти семь веков человечество решило разобраться, как ей удалось достичь тогда таких чудовищных результатов.
Изучать древние патогены важно для понимания того, какими извилистыми путями шагает их эволюция, и каких сюрпризов стоит ожидать от микроскопических врагов в будущем. Современные технологии секвенирования* и совершенствование методов манипуляции с ДНК позволили коллективу ученых из Канады, США и Германии реконструировать геном возбудителя европейской эпидемии бубонной чумы XIV века. Генетический материал удалось получить из останков жертв эпидемии, захороненных в Восточном Смитфилде — районе современного Лондона. Статью о первом секвенированном геноме древней патогенной бактерии опубликовал в октябре этого года журнал Nature.
Исследовать древнюю ДНК непросто. Во-первых, она довольно плохого качества, поскольку деградирует от смены температур, влажности и времени. Приходится иметь дело с фрагментированными и поперечно-сшитыми молекулами. Во-вторых, не всегда легко доказать множеству скептиков, что выделил именно то, что нужно. В случае с Yersinia pestis споров было много. Поначалу некоторые ученые даже считали, что в Средние века свирепствовала не чума, а скорее какой-то вариант геморрагической лихорадки типа той, что вызывает вирус Эбола.
В 2000 году коллектив под руководством Дидье Рауля (Didier Raoult) опубликовал результаты работы, в ходе которой была выделена ДНК из зубов людей, погребенных в одном из мест массового захоронения жертв эпидемии XIV века. Ученые амплифицировали фрагменты ДНК при помощи ПЦР и показали, что в образцах содержатся последовательности генома Yersinia pestis, и, следовательно, в те годы в Европе бушевала именно чума. Однако повторение эксперимента другими авторами под руководством Томаса Гилберта с использованием более крупной выборки результатов не дало.
Для того чтобы достать из древних образцов нужную ДНК, использовались микрочипы с ДНК ныне живущих штаммов. Это позволило исключить из исследования почвенных бактерий и прочий генетический мусор. Геном, который получился в итоге, сравнили с ДНК 17 современных штаммов Yersinia pestis и обнаружили, что он находится примерно в корне эволюционного древа этих последовательностей. Это означает, что штамм «Черная смерть» имеет много близких родственников среди ныне циркулирующих чумных палочек.
Авторы исследования считают, что общий предок секвенированного ими штамма и ныне живущих возбудителей чумы циркулировал буквально за столетие до того, как появилась Черная смерть и, следовательно, линии чумной палочки, ответственные за более ранние эпидемии (например, Юстинианова чума 551–580 гг.), бесследно вымерли. Однако с этим не согласны многие исследователи, считающие, что команда Пойнара и Краузе не рассмотрела многие штаммы чумы из восточной Азии, которые, как считается, имеют более древних предков.
Анализ генома средневековой Yersinia pestis не выявил радикальных отличий от геномов современных штаммов. Авторы склоняются к тому, что то невероятное количество жертв, которое унесла Черная смерть, связано не столько с особенностями штамма, но в значительной мере, с факторами окружающей среды, динамикой распространения через организмов-носителей (некоторые ученые предполагают, что бубонную чуму XIV века переносили не блохи) и повышенной восприимчивостью к патогену тогдашнего населения Европы.
Эта статья ,представленая на конкурс научно-популярных работ «био/мол/текст» biomolecula.ru/content/888 в номинации «Лучшее новостное сообщение», была удостоена поощрительного приза.
11 декабря 2011
