Свежие комментарии

  • Михаил Ачаев
    Не было тогда всемирной китайской фабрики, всё стоило дорого.Сколько будет сто...
  • Никифор
    А если бы ледяной щит закрыл бы переход то к прибытию Колумба в Новом свете могло и не быть людей..Про океанцев держа...Заселение Северно...
  • Никифор
    https://www.youtube.com/watch?v=SMNvqYhnckg РС 239 Заселение Северной Евразии Сергей Васильев в «Родине слонов»Заселение Северно...

Бубонная чума могла существовать еще в бронзовом веке

Бубонная чума могла существовать еще в бронзовом веке

Парное захоронение, ассоциированное со срубной культурой, в Самарской области (Spyrou et al.)

Анализ ДНК бактерии чумы Yersinia pestis из останков носителей срубной культуры бронзового века (датировка 3800 лет назад) показал, что в этот период бактерия приобретает ген, позволяющий ей передаваться через блох. Таким образом, она могла вызывать бубонную чуму гораздо раньше первой исторически зарегистрированной эпидемии.

Ученые продолжают распутывать эволюцию чумной бактерии Yersinia pestis. Эта тема продолжается в статье, опубликованной в журнале Nature Communication коллективом генетиков под руководством Йоханнеса Краузе из Института наук об истории человека Общества Макса Планка в Йене, Германия, самого авторитетного специалиста по древней чуме. О его предыдущих работах можно прочитать на нашем сайте. Ранее, секвенировав несколько геномов Y. pestis периодов позднего неолита – раннего бронзового века, исследователи сделали вывод, что ее распространению по Евразии могла послужить масштабная миграция степных кочевников (ямной культуры) – на запад, в Европу, и на восток, в Центральную Азию. Второй важный вывод состоит в том, что в этот период бактерия Y. pestis еще не имела генетических приспособлений эффективной передачи через блох и не могла вызывать наиболее опасную форму болезни — бубонную чуму.

Вопрос о том, когда же она приобрела это важнейшее для нее свойство, оставался открытым.

Как было давно установлено, бактерия чумы Y. pestis в эволюции возникла из бактерии псевдотуберкулеза Y. pseudotuberculosis. После отделения от Y. pseudotuberculosis Y. pestis приобрела высокопатогенные свойства путем потери одного хромосомного гена, а также приобретения двух плазмид (кольцевая бактериальная ДНК вне хромосомы) pMT1 и pPCP1. В истории бактерии одна из наиболее важных адаптаций состояла в способности использовать блох как промежуточных хозяев, размножаясь в их кишечнике. Этот механизм радикально повышает вирулентность бактерии, и она становится возбудителем бубонной чумы.

Новая работа проведена коллективом генетиков, среди которого есть и российские специалисты из Казанского государственного университета. На носительство чумной бактерии проанализировали останки 9 индивидов эпохи поздней бронзы (около 3800 лет назад) из захоронений срубной культуры в Самарской области. ДНК, принадлежащая Y. pestis, была обнаружена у двух индивидов из парного захоронения (образцы RT5 и RT6), датировка захоронения – около 3800 лет назад.

new-6

Географическое положение исследованных образцов и парное захоронение в Самарской области, ассоциированное со срубной культурой, в котором была обнаружена ДНК Y. pestis.

Индивидов, которые оказались носителями бактерии чумы, обозначают RT5 и RT6. Наиболее тщательно генетики исследовали индивида RT5, у которого ДНК чумной бактерии была обнаружена в самом большом количестве и наилучшей сохранности. Они установили, что RT5 был мужчиной, его Y-хромосома принадлежала к гаплогруппе R1a1a1b, а мтДНК – к гаплогруппе U2e2a.

Анализ главных компонент (РСА) показал, что в генетическом пространстве RT5 попадает в группу европейской культуры шнуровой керамики, андроновской культуры с Алтая и срубной культуры, с которой он и ассоциируется. На графике анализе предковых компонентов ADMIXTURE RT5 по генетическим компонентам сходен с геномами синташкинской, андроновской и срубной культур.

new-8

b. Анализ главных компонент по 82 древним геномам показывает расположение изученного образца срубной культуры RT5 (зеленый треугольник) в генетическом пространстве. Обозначение древних популяций – на легенде сверху. с. Анализ предковых компонентов ADMIXTURE: положение RT5 указано зеленой стрелочкой.

Геном Y. pestis, выделенный из RT5, удалось секвенировать с покрытием 32,3Х (цифра показывает число прочтений каждого нуклеотида), а геном Y. pestis., выделенный из RT6, с покрытием 1,9Х. Авторы показали, что изоляты Y. pestis из образцов RT5 и RT6 генетически идентичны или, по меньшей мере, ближайшие родственники. В дальнейшем анализе фигурирует штамм из RT5 как наиболее изученный. Его проанализировали в сравнении с 177 геномами бактерии Y. pestis, включая опубликованные древние штаммы (позднего неолита-ранней бронзы, железного века, античной юстиниановой чумы и средневековой эпидемии «черной смерти», а также современные штаммы Y. pestis).

На временной шкале представлена хронология древних штаммов Y. pestis.

new-10

Хронология изученных древних штаммов Y. pestis. Бактерии позднего неолита-ранней бронзы обозначены фиолетовым цветом, поздней бронзы – зеленым цветом, железного века – светло-коричневым цветом, античной юстниановой чумы – синим цветом, средневековой «черной смерти» — темно-коричневым цветом.

На следующем рисунке представлена плазмида pMT1 – кольцевая внехромосомная ДНК бактерии Y. pestis у нескольких древних штаммов: бактерий позднего неолита-ранней бронзы LNBA (фиолетовый цвет), бактерий из образцов RT5 и RT6 поздней бронзы (зеленый цвет), бактерии из образца RISE397 железного века (светло- коричневый цвет), античной юстиниановой чумы (синий цвет) и средневековой «черной смерти» (темно-коричневый цвет). А на внешней окружности обозначено расположение гена ymt, который обеспечивает способность бактерии заселять кишечник блохи и повышает ее вирулентность. Как показано, ген ymt появляется только у RT5 и RT6, то есть в позднем бронзовом веке (3800 лет назад).

Здесь же дано филогенетическое дерево разных штаммов Y. pestis. Штаммы позднего неолита – ранней бронзы (LNBA ) обозначены фиолетовым шрифтом, штамм RT5 – зеленым, штамм юстиниановой чумы – синим шрифтом, штаммы средневековой «черной смерти» — коричневым. По сравнению с ранее выделенными изолятами Y. pestis периодов позднего неолита – ранней бронзы, изоляты из RT5 и RT6 образуют отдельную ветвь (на дереве обозначен узел RT5). Впоследствии из этой ветви возникли возбудители юстиниановой чумы и «черной смерти», а также современные штаммы Y. pestis.

new-9

a. Схема плазмиды pMT1 изолятов Y. pestis разных эпох (обозначены разными цветами в соответствии с легендой). Обозначено место гена ymt. b. Филогенетическое дерево древних и современных линий Y. pestis. Штаммы позднего неолита – ранней бронзы (LNBA) обозначены фиолетовым шрифтом, штамм RT5 – зеленым, штамм юстиниановой чумы – синим шрифтом, штаммы средневековой «черной смерти» — коричневым.

Молекулярная датировка показала, что Y. pestis приобрела ген ymt около 4000 лет назад, вслед за чем ее популяция резко увеличилась в численности. Что касается места происхождения этих событий, то авторы считают, что их можно привязать к месту образца RT5, то есть к западноевразийской степи.

Другой ген, важный для вирулентности бактерии Y. pestis, это pla, содержащийся в плазмиде pPCP1. У штамма RT5 этого гена еще нет. Так что, по-видимому, вирулентность бактерии чумы в позднем бронзовом веке была все же ниже, чем в эпохи античности и средневековья.

Таким образом, анализ Y. pestis бронзового века из образцов срубной культуры показал, что уже около 4000 лет назад бактерия была способна вызывать бубонную чуму. До первой исторически зарегистрированной эпидемии (юстинианова чума, предположительно 540-750 н.э.) было еще далеко. Авторы предполагают, что в период бронзового века на территории Евразии могли одновременно сосуществовать бактерии с разными способами передачи и с разным потенциалом вирулентности: LNBA и RT5. В дальнейшем линия Y. pestis, способная к передаче через блох, получила конкурентное преимущество и широко распространилась.

Источник:

Analysis of 3800-year-old Yersinia pestis genomes suggests Bronze Age origin for bubonic plague

Maria A. Spyrou et al.

Nature Communications, volume 9, Article number: 2234 (2018)

источник

Картина дня

наверх