Оцелелите от Черната смърт предават на потомците си гени, устойчиви на чума. Но тези гени могат да направят съвременните им носители по-податливи на някои автоимунни заболявания, показва ново проучване на древна ДНК.

Черната смърт, пандемия от бубонна чума през XIV в., причинена от бактерията Yersinia pestis, убива около 30-50 % от населението на Европа само за пет години. След пандемията Европа преживява епидемии от чума, които избухват на всеки няколко години, но общата тенденция обаче е всяка следваща епидемия да отнема по-малко животи от предишната.

Възможно е смъртността да е намаляла поради еволюционни промени в бактерията Y. pestis или заради прогреса в европейските културни практики, свързани с хигиената. Но подобрената преживяемост може да отразява и бързия естествен подбор, предизвикан от пандемията. При този сценарий хората с устойчиви на чума гени са оцелявали по-често и по този начин са предавали тези гени на следващото поколение в по-висока степен, предполагат учените.

За да проверят тази идея, изследователите събират повече от 500 ДНК проби от останките на хора, починали преди, по време или скоро след като Черната смърт е обхванала Англия и Дания. Резултатите им, публикувани в сряда, 19 октомври, в списание Nature, подкрепят идеята, че Черната смърт е довела до по-честото разпространение на определени версии на гени в следващите поколения.

"Индивидите, които са имали тези алели, тези мутации, е било по-вероятно да оцелеят и да предадат тези мутации на следващото поколение", обяснява Луис Барейро (Luis Barreiro), съавтор и главен изследовател на лабораторията по еволюционна имуногеномика в Чикагския университет.

За своите анализи изследователите извличат ДНК от останки, погребани в чумните ями в лондонския квартал Ийст Смитфийлд - гробище с площ около 5 акра (2 хектара), използвано за масови погребения между 1348 и 1350 г. Събрани са 318 проби от Смитфийлд и други места в Лондон и 198 проби от пет места в Дания. ДНК е от хора, починали до 500 години преди началото на Черната смърт и до 450 години след нейния край, като много от тези проби са от периоди, по-близки до събитието.

"Това е първото изследване [на древна ДНК], което се фокусира върху толкова прецизен и тесен времеви отрязък", коментира Дейвид Енард (David Enard), доцент в катедрата по екологична еволюционна биология в Университета на Аризона, който не е участвал в изследването.

ДНК е била силно разградена и смесена с друга ДНК от околната среда, включително оставена от микроби, затова екипът е избрал да разгледа само малки области от генома, посочва Барейро пред Live Science. Те са се фокусирали върху около 350 специфични гени, за които е известно, че участват в имунната система, както и върху около 500 по-широки участъци на генома, които преди това са били свързани с имунни нарушения.

Сред гените, свързани с имунната система, екипът идентифицира 245 генни варианта - т.е. специфични разновидности на различни гени - които стават значително по-разпространени при лондончани след Черната смърт. Четири от тях се появяват и в пробите от Дания.

Широк спектър от гени работят съвместно, за да създадат имунни реакции срещу патогени като Y. pestis, така че следва, че много от тези гени биха попаднали под естествения подбор по време на мъчителна пандемия като Черната смърт, разказва Енард. Логично е също, че пробите от Англия и Дания могат да покажат различни модели на вариации в тези гени, смята биологът.

След това екипът решава да разбере дали и как гените, които са открили, предпазват хората от чума. За тази цел те събират имунни клетки, наречени макрофаги, от живи хора, анализират генетичния им състав и след това излагат тези клетки на Y. pestis в петриеви блюда.

^{С помощта на ДНК, извлечена от зъби на хора, починали преди и по време на пандемията от черна смърт, изследователите успяват да установят генетичните различия, които определят кой е оцелял и кой е починал от вируса. Кредит: Matt Clarke/McMaster University}

Един ген - ERAP2 - изглежда е бил ключово оръжие в арсенала на имунните клетки.

Изчислено е, че хората с две идентични копия на конкретния ген са имали над 40 % по-голям шанс да оцелеят след чумата, отколкото тези, които не са го направили, защото функционалният ERAP2 помага на имунната система да разпознае наличието на инфекция.

Макрофагите изхвърлят вещества, наречени цитокини, за да мобилизират имунната система за борба. Екипът установява, че наборът от цитокини, отделяни от клетките, варира в зависимост от това какви версии на гена ERAP2 носят.

Тези резултати подсказват, че версията на ERAP2 след чумата наистина е дала на носителите предимство срещу Черната смърт, въпреки че лабораторните изследвания не отразяват напълно това, което се случва в човешкия организъм, отбелязва Барейро.

Тази защита срещу чумата обаче може да е имала своята цена. Според доклад от 2016 г. в Clinical and Translational Gastroenterology версията на ERAP2, която защитава срещу Y. pestis, е известен рисков фактор за болестта на Крон. Други генетични варианти, отбелязани в новото проучване, са свързани с повишен риск от автоимунни заболявания, включително ревматоиден артрит и лупус, отбелязват авторите на проучването.

"Може би този повишен риск просто не е имал значение по време на Черната смърт - опасността на пандемията може да е направила компромиса неизбежен", пише Енард в коментар, публикуван в Nature. Подобни компромиси вероятно са се случили и по време на други исторически епидемии преди и след Черната смърт, казва Енард пред Live Science, така че ехото от тези събития може би все още звучи в ДНК на съвременните хора.

Справка: Klunk, J., Vilgalys, T.P., Demeure, C.E. et al. Evolution of immune genes is associated with the Black Death. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05349-x

Източник: 'Black death' survivors had plague-resistant genes that may boost their descendants' risk of autoimmune disease, Live Science

Още по темата

09/08/2022

Човекът

Два патогена са една от причините за упадъка на няколко цивилизации отпреди 4 хил. години (видео)

17/03/2022

Земята

Какво се случва на „Острова на чумата“, където са най-смъртоносните вируси в света? (видео)

02/07/2021

Животът

Най-старата жертва на черната смърт е ловец събирач преди 5000 години. Той е с най-ранния известен щам на чумата

05/05/2021

Медицина

Каква е била медицината през Средновековието?