Черная смерть была единственным событием в истории, унесшим жизни от 30 до 50% населения Европы менее чем за пять лет. Новое исследование, проведенное учеными из США, показало, что один из самых мрачных периодов в письменной истории человечества оказал значительное влияние на человеческую популяцию, изменив частоту определенных генетических вариантов, ответственных за работу иммунитета, и влияя на восприимчивость к болезням сегодня.
Результаты были опубликованы в журнале Nature, о них рассказали в Чикагском университете.
Вызванная бактерией Yersinia pestis пандемия бубонной чумы выкосила население в городах Северной Африки, Европы и Азии, что имело огромные последствия для истории человечества и для нашего генома.
«Исследователи долгое время предполагали, что Черная смерть может быть серьезной причиной отбора, но трудно продемонстрировать это, глядя на современные популяции», — сказал Луис Баррейро, профессор генетической медицины, один из авторов исследования.
Ученые использовали образцы древней ДНК из костей более 200 человек из Англии и Дании, которые умерли до, во время и после эпидемии Черной смерти 1340-х годов. Используя целевое секвенирование набора из 300 генов, связанных с иммунитетом, определили четыре гена, которые, в зависимости от варианта, либо защищали от Y. pestis, либо повышали восприимчивость к ней.
Исследовательская группа сосредоточилась на одном гене: ERAP2. Функциональный вариант ERAP2 (его назвали rs2549794) помогает иммунной системе распознавать наличие инфекции.
«Когда макрофаг сталкивается с бактерией, он разрезает ее на части, чтобы "показать" другим иммунным клеткам, сигнализируя об инфекции. Наличие функциональной версии гена, по-видимому, создает преимущество за счет повышения способности нашей иммунной системы находить вторгающийся патоген. По нашей оценке, наличие двух копий варианта rs2549794 увеличивало шансы человека пережить Черную смерть примерно на 40%», — объясняет Баррейро.
Команда даже проверила, как rs2549794 влияет на способность живых клеток человека бороться с чумой. В чашке Петри вырастили колонии клеток в разными вариантами ERAP2. В ходе эксперимента подтвердилось, что иммунные клетки, экспрессирующие две копии варианта, более эффективно убивают бактерию, разносящую чуму.
Однако в современных популяциях тот же вариант связан с повышенной восприимчивостью к аутоиммунным заболеваниям, в том числе выступает в качестве фактора риска болезни Крона.
«Гены, которые обеспечивали хорошую защиту в течение сотен лет эпидемий чумы, теперь, применительно к современным условиям, создают гиперактивный иммунный ответ», — сказал Хендрик Пойнар, профессор антропологии, один из авторов исследования.
В будущем авторы работы надеются изучить генетические варианты, которые влияют на восприимчивость к бактериям, у современных людей, и сравнить их с древними образцами ДНК.
Чума. Пандемия, изменившая мир
Обнаружение патогенов в древней ДНК может объяснить падение двух цивилизаций