
Пандемия, известная в просторечии как «чёрная смерть», в период с 1347 по 1351 год унесла жизни 30 миллионов человек, или примерно 30–50 процентов населения Европы. В последние несколько десятилетий господствующее мнение о том, что причиной заболевания была интенсивная вспышка инфекции, вызываемой бактерией Yersinia pestis (бубонная чума), было оспорено на основании исторических описаний заболевания, которые отличались от современных форм бубонной и лёгочной чумы. Однако недавнее исследование ДНК предполагаемых жертв средневековой трагедии показало, что в пандемии в качестве ответственного возбудителя действительно сильно замешана Y. pestis. Работа международной группы учёных под руководством Верены Шунеманн (Verena J. Schuenemann) из Института естественно-научной археологии Университета Тюбингена, Германия (Institut für Naturwissenschaftliche Archäologie, University of Tübingen), была опубликована в последнем номере журнала PNAS.
Важный вопрос, касающийся эпидемиологических и экологических различий между «чёрной смертью» и существенно менее опасными, чем 650 лет назад, вспышками чумы в современных популяциях, всё ещё остаётся открытым. Чтобы определить, какие именно генетические изменения данной бактерии вносили вклад в повышение или снижение её вирулентности (способности распространяться) с течением времени, учёные попытались получить данные о последовательности ДНК этого древнего организма из печально известных в прошлом регионов. Биологи обследовали более 100 костей и зубов из скелетной коллекции Королевского Монетного двора в Лондоне, которая состоит из жертв «чёрной смерти». Это массовое историческое захоронение жертв катастрофы 1348–1350 годов в Восточном Смитфилде хорошо документировано. Для анализа были использованы недавно разработанные методы обогащения ДНК, позволяющие отделить короткую древнюю бактериальную ДНК и митохондриальную ДНК человека от генетического (метагеномного) материала, получаемого непосредственно из образцов, загрязнённых почвенными и другими бактериями.
Последовательности ДНК были расшифрованы на секвенаторе Illumina, обладающем высокой пропускной способностью. Затем эти ДНК «реконструировали»: 10 полных митохондриальных геномов жертв чумы (16,5 тысячи пар нуклеотидов) и полный геном специфичной для Y. pestis плазмиды pPCP (9,6 тысячи пар нуклеотидов), отвечающей за вирулентность данной бактерии. Химическое повреждение, которое встречается именно в древних молекулах ДНК, подтвердило, что это были именно древние молекулы, а не случайно попавшие в образцы и загрязнившие их «современные» ДНК. Таким образом, это исследование, прежде всего, продемонстрировало, что новый метод метагеномики может быть использован для исследования древних инфекционных заболеваний и что древние геномы возбудителей заболеваний могут быть реконструированы и проанализированы.
Сравнение с современными бактериальными последовательностями показало, что древняя pPCP1-последовательность соответствует таковой у нескольких сохранившихся современных штаммов Y. pestis. Следовательно, этот участок ДНК вряд ли является местом возникновения других и, возможно, более вирулентных фенотипов данной бактерии в истории. Несмотря на сходство pPCP1 плазмиды древних и современных бактерий, в одном её участке был выявлен мотив ДНК, которого не оказалось у современных штаммов. Эти данные говорят о том, что древние формы бактерии Y. pestis действительно генетически отличались от современных и что их геном способен хранить дополнительные мотивы ДНК, которые могут быть ответственными за различия между древней и современной формами заболевания.
Важным результатом этой работы служит также тот факт, что исследователи продемонстрировали возможности метода для развития нового направления исследований – палеопатогеномики.
Источник: STRF.ru