В Самарской области нашли древнейшую чумную палочку современного типа

Генетики реконструировали древнейший геном чумной палочки, Yersinia pestis, возрастом около 3,8 тысяч лет, рассказывается в Nature Communications. Хотя известно, что чумой люди болели и раньше, в этот раз ученые нашли первый геном Y. Pestis современного типа. У него уже появилась адаптация к членистоногим, переносчикам инфекции.

Чумная палочка Yersinia pestis может вызывать несколько разновидностей чумы и самая распространенная из них — бубонная. Зафиксированы три пандемии чумы: Юстинианова чума V-VIII веков, Черная смерть XIV-XVIII веков и пандемия в XIX-начале XX веков в Азии, Африке и Южной Америке. Они характеризовались периодическими вспышками инфекции, во время которых умирали десятки миллионов человек. Переносчиками чумной палочки были крысиные блохи, хотя недавно исследователи предположили, что в основном ее переносили человеческие блохи и вши. Они кусали людей, бактерия проникала в организм, вместе с лимфой добиралась до ближайшего лимфоузла и там начинала размножаться.

Способность паразитировать на членистоногих Yersinia pestis приобрела одновременно с плазмидами (короткими кольцевыми ДНК), которые ассоциируются с ее высокой вирулентностью (способностью вызывать заболевание). Эти изменения были ключевыми для возникновения бубонной формы чумы и, по-видимому, они возникли сравнительно недавно. Исследования древней ДНК показали, что люди болели чумой еще в древности, около пяти тысяч лет назад, но в то время бактерия была не очень вирулентна и еще не способна заражать членистоногих. Возможно, инфекция передавалась от одного человека другому при прямом контакте. До недавнего времени считалось, что древнейшая Y. pestis «современного типа» возникла 2,9 тысяч лет назад.

Немецкие генетики под руководством Йоханнеса Краузе (Johannes Krause) из Института изучения истории человечества Общества Макса Планка в Йене «состарили» чумную палочку почти на тысячу лет. Они проанализировали ДНК, выделенную из останков девяти человек, представителей срубной культуры, живших на территории современной Самарской области около 3,8 тысяч лет назад.

Генетиков захоронения заинтересовали потому, что они находились в понтийско-прикаспийской степи, которая во время бронзового века служила «миграционным коридором» из Азии в Европу и наоборот. Во время миграций вместе с людьми путешествовали и патогены. Оказалось, что двое людей срубной культуры болели чумой. Исследователям удалось реконструировать и проанализировать геномы древней чумной палочки.

Оказалось, что 3,8 тысяч лет назад Y.pestis штамма R15, как его назвали исследователи, уже обзавелась локусом гена мышиного токсина (ymt), который расположен в одной из коротких кольцевых ДНК и необходим для колонизации крысиных блох. В более старых линиях чумной палочки он отсутствовал. Ученые обнаружили в геноме R15 и вариант другого гена, pla, который ассоциируется с повышенной вирулентностью. В более древних штаммах этот ген тоже присутствовал, но в менее «вирулентной» версии. Несколько других генов, в частности ureD и rcsA, наоборот, негативно влияли на способность чумной палочки заражать членистоногих. Оказалось, что в более древних линиях бактерии они были активны, а в геноме R15 они были «отключены» единичными мутациями.

Исследователи построили филогенетическое дерево чумной палочки, в которое включили 177 геномов, от древнейшего до современных, а также ближайшего предка бактерии, Yersinia pseudotuberculosis. Анализ показал, что высокая вирулентность и способность заражать членистоногих возникла у чумной палочки около четырех тысяч лет назад и после этого популяция бактерий быстро распространилась по Евразии.

Ранее ученые проследили за миграциями чумы в неолитической Европе. Предположительно, чумная палочка появилась на территориях современных Литвы и Хорватии вместе со степняками из Центральной Азии, откуда она распространилась по Европе.