O singură genă poate ajuta la explicarea persistenței ciumei de -a lungul istoriei umane

Oamenii de știință au descoperit cum adaptările dintr -o singură genă au ajutat ciuma să supraviețuiască de sute de ani.

Responsabil pentru Cea mai mortală pandemie din istoriebacteria care provoacă ciuma, Yersinia Pestisa existat în diferite tulpini din cele mai vechi timpuri până astăzi.

Acum, oamenii de știință au dezvăluit un indiciu genetic despre modul în care boala infamă a persistat de milenii, cu focare devastatoare care se aruncau de -a lungul secolelor. Și -au publicat concluziile joi (29 mai) în jurnal Ştiinţă.

„Acesta este unul dintre primele studii de cercetare care au examinat direct schimbările într -un agent patogen antic, unul pe care îl vedem și astăzi, în încercarea de a înțelege ce determină virulența [disease severity]persistența și/sau eventuala dispariție a pandemiei ”, autorul co-senior al studiului Hendrik Poinardirector al Centrului ADN antic la Universitatea McMaster din Ontario, Canada, spus într -o declarație.

Y. Pestis a infectat oamenii De când a început istoria înregistrată. Cea mai frecventă formă a bolii este cunoscută sub numele de „bubonică” și, cel mai adesea, intră în corp prin mușcături din purici infectați, deși oamenii o pot prinde mai puțin frecvent de la animalele infectate, inclusiv de șobolani și pisici. Odată în interiorul corpului, bacteria călătorește spre ganglionii limfatici și se reproduce. Pe măsură ce se înmulțește, declanșează formarea de „buboes” dureroase, pline de puroi, pentru care este numită ciuma bubonică.

Bacteria de ciumă Poate provoca, de asemenea, o infecție în sângenumită ciumă septicemică și infecție pulmonară numită ciumă pneumonică.

Înrudite: Primul caz de ciumă bubonică din Oregon, în 8 ani, legat de pisica de animale de companie a pacientului

Cele trei mari pandemii de ciumă sunt printre cele mai mortale focare din istoria umană. Primul pandemicciuma justiniană (care a avut loc aproximativ între 542 și 750 d.Hr. cu aproximativ 40% Până la sfârșitul secolului al VI -lea.

Al doilea, și cel mai infam, izbucnirea bolii a fost secolul al XIV-lea Moartea neagră Asta a făcut ravagii în Europa și Orientul Mijlociu. Cea mai mortală pandemie din istoria înregistrată, moartea neagră a ucis aproximativ 25 de milioane de oameni doar în Europa – între 33% și 50% din populația sa.

O a treia pandemie de ciumă globală mai puțin cunoscută a început în 1855 în ChinaProvincia Yunnan și a ucis peste 12 milioane de oameni doar în India și China. Această pandemie a fost considerată activă până în 1960, după care decesele de ciumă au scăzut la niveluri mai mici. Epidemiile de ciumă continuă până în zilele noastre, Republica Democrată Congo, Madagascar și Peru fiind cea mai mare endemic țări, Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății.

Pe lângă faptul că se încadrează moșul de moarte asociat cu agentul patogen, despre ce este poate cel mai remarcabil Y. Pestis este longevitatea tulpinilor sale. Tulpinile bacteriilor de ciumă Justinian au durat 300 de ani pentru a dispărea după ce au fost înregistrate focare pentru prima dată, iar una dintre cele două linii de la moartea neagră a reapărut în valuri timp de 500 de ani înainte de dispariția sa, în timp ce celălalt a devenit strămoșul tuturor tulpinilor actuale.

Pentru a investiga setul de instrumente genetic Y. Pestis utilizări pentru a persista atât de mult timp, cercetătorii au efectuat o analiză a unei gene de ciumă cunoscută sub numele de PLA pe sute de eșantioane colectate de la victimele antice și moderne ale bolii.

PLA coduri de gene pentru o enzimă care ajută Y. Pestis Treceți prin corp nedetectat de sistemul imunitar al gazdei. Studiile anterioare au sugerat că PLA este un factor cheie care modulează atât letalitatea unei tulpini de ciumă dată, cât și capacitatea sa de a stârni focare la om. Cu toate acestea, o tulpină de ciumă poate transporta un număr diferit de gene PLA decât următoarea și nu a fost clar cum acest număr de copie ar putea avea impact asupra biologiei lor, au remarcat cercetătorii.

Pentru a investiga, au colectat mai multe tulpini moderne de Y. Pestis din Vietnam care avea un număr diferit de copii de PLA în genomii lor; Purtarea mai multor copii ale genei înseamnă că bacteriile pot elimina mai multe copii ale enzimei. După ce au injectat aceste tulpini de ciumă diferite la șoareci, au descoperit că tulpinile cu mai puține copii de PLA au dus la infecții mai lungi, dar au redus rata mortalității bolii cu până la 20%.

De -a lungul vechilor genomi de ciumă pe care au analizat -o – dintre care 20 au datat primei pandemii de ciumă și dintre care 94 au fost din al doilea – cercetătorii au remarcat un model în care tulpinile de ciumă au pierdut copii ale PLA de -a lungul timpului, și anume în etapele ulterioare ale fiecărei pandemii. Printre genomii moderni, au găsit trei tulpini care sugerează că același model se desfășoară astăzi.

Au teoretizat această adaptare a făcut ca infecțiile să fie mai puțin virulente sau dăunătoare pentru corpul gazdei, în timp. Acest lucru sugerează că schimbarea evolutivă a ajutat boala să -și păstreze gazdele – fie că sunt șobolani sau oameni – în viață mai mult timp, permițându -i astfel să se răspândească mai mult. Este posibil ca această adaptare să fi fost mai ales necesară după ce populațiile de gazde primare ale ciumei, șobolani, au fost uciși în masă în timpul focarelor.

“Reducerea PLA poate reflecta dimensiunea și densitatea în schimbare a rozătoarelor și a populațiilor umane”, a spus Poinar. „Este important să ne amintim că ciuma a fost o epidemie de [flea-ridden] Șobolani, care erau factorii de epidemii și pandemii. Oamenii au fost victime accidentale “.

Oamenii de știință spun că cercetările ulterioare atât asupra tulpinilor de ciumă antică, cât și contemporane ar putea dezvălui mai multe epuizări PLA și îi pot ajuta să înțeleagă mai bine modul în care astfel de schimbări ale genomului germenului și -au modelat virulența prin istorie.

În zilele noastre, Y. Pestis infecții pot fi vindecate cu antibiotice, deși unele tulpini au au arătat semne tulburătoare de rezistență la antibiotice. Pentru a pleca de amenințarea unui focar de ciumă superbă, oamenii de știință din Marea Britanie au început deja Dezvoltarea unui vaccin cu ciumă bubonică Pentru a adăuga la stocuri.

Ben Turner este un scriitor de personal din Marea Britanie la Live Science. El acoperă fizica și astronomia, printre alte subiecte precum tehnologia și schimbările climatice. A absolvit University College London cu o diplomă în fizica particulelor înainte de a se antrena ca jurnalist. Când nu scrie, lui Ben îi place să citească literatura, cântă la chitară și se jenează cu șah.