Gene mutation found in the bacterium behind the Black Death helped plague conquer the world, scientists say

Регистрирайте се за бюлетина за научна доктрина на CNN. .

Един от най -мрачните интервали в средновековната Европа беше пандемията на чумата, известна като Черната гибел, при която починаха най -малко 25 милиона души единствено за пет години. Но заболяването не спря дотук. Чумата се приспособява да поддържа домакините си живи по -дълго, тъй че може да се популяризира по -далеч и да продължи да заразява хората от епохи, а откривателите в този момент споделят, че са разкрили по какъв начин.

Заболяването се предизвиква от бактерия Yersinia pestis, който се популяризира измежду човешките популации от най-малко 5000 години. Патогенът подхранва три съществени пандемии от чума от първия век сл. Хр., И макар че най -смъртоносните му години наподобява са зад нас, чумата не е изчезнала. Случаите към момента се срещат няколко пъти годишно в Азия, Южна Америка и Съединени американски щати и по -често в елементи от Африка, съгласно клиниката в Кливланд и могат да бъдат лекувани с антибиотици.

Учените към момента търсят отговори за това по какъв начин Y. pestis се развива и разпръсква, само че скорошният разбор на античните и актуалните проби от Y. pestis разкри по какъв начин чумата съумява да продължи измежду хората в продължение на стотици години откакто пандемичните талази се измъкнаха. След първичен интервал на висока степен на зараза и бърза смъртност - ликвидиране на инфектирани хора в границите на три дни - промени в единствено един ген в бактерията създава нови варианти, които са по -малко смъртоносни и по -преносими, съгласно проучвания, оповестени в четвъртък в списанието Science.

Тези отслабени варианти в последна сметка изчезнаха; Доминиращата линия на днешния Y. pestis е най -мъртвият вид, оповестяват създателите на проучването. Тези открития за исторически случаи на акомодация на Y. pestis могат да обезпечат значими улики, които да оказват помощ на учените и лекарите да ръководят актуалните огнища на чума.

Трио от огнища

Най -често срещаната форма на чумата е бубонната чума, която предизвиква мъчително отичане в лимфните възли и се популяризира измежду хората посредством ухапвания от бълхи автостоп върху инфектирани плъхове. Избухване на бубонна чума от 1347 до 1352 година в Европа, известно почина към 30% до 50% от популацията на континента. Но най -ранната известна епидемиологична чума - чумата на Юстиниан - се овладя в средиземноморския басейн и продължи от 541 година до 544 година.

За новото изследване учените събраха антични проби от Y. pestis от човешки остатъци, датиращи от към 100 години след появяването на първата и втората чума пандемии, проби от Дания, Европа и Русия. След реорганизация на геномите на тези варианти на чумата, те ги съпоставят с по -стари, антични варианти, датирани назад при започване на пандемиите на чумата.

Изследователите също изследваха повече от 2700 генома на модерни проби от чума от Азия, Африка и Северна и Южна Америка. Една от проучвателните съавтори, Дженифър Клунк, е продуктов академик в Daciel Arbor Biosciences, компания за биотехнологии в Мичиган, която дава синтетично основани молекули за опитите, само че няма финансова облага, обвързвана с проучването.

The researchers found that their newly reconstructed genomes from 100 years into the first two plague pandemics had fewer copies of a gene called pla, which has been recognized for decades as one of the factors that made plague so deadly, according to the study’s co-lead author Ravneet Sidhu, a doctoral student in the McMaster Ancient DNA Centre at McMaster University in Ontario, Canada.

PLA кодира ензим, който взаимодейства с протеините гостоприемник, „ и една от функционалностите, които извършва, е в разграждането на кръвни съсиреци “, сподели Сидху пред CNN. Тази дарба оказва помощ на Y. pestis да се популяризира в лимфните възли на гостоприемника, където се възпроизвежда, преди да нападна останалата част от тялото.

„ Не всяка функционалност на този ген е изцяло известна “, добави Сидху. Въпреки това, предходни изследвания на други откриватели свързват PLA с тежестта на болестта, породено както от бубонна, по този начин и от пневмонична чума - въздушна форма на заболяването, която визира белите дробове, сподели тя.

Докато реконструираните варианти демонстрират по -малко копия на PLA гена, учените към момента не са сигурни дали това ще се отрази директно на това какъв брой смъртоносно може да бъде заболяването. Така те тестваха варианти от бубонова чума с понижена PLA върху мишки и откриха, че процентът на оцеляване за този вид чума е с 10 до 20 % по-висока при тези пробни лица, в сравнение с при мишки, инфектирани с Y. pestis, които имат обикновено количество от PLA гена. Той също лиши реконструирания бубонен вариант към два дни повече, с цел да убие своите домакини.

„ Документът показва мощен мотив, че изчерпването, само че не и цялостната загуба на PLA (ензимът, създаден от PLA гена), е част от еволюцията на патогена на чумата и може да помогне да се изясни упадъка на чумата във втората пандемия, известна като Черната гибел “, споделя д -р Дебора Андерсън, професор по ветеринарна патобиология в университета в Университета на Университета на Мисори на колежа на ветеринарната медицина. Андерсън, който не е взел участие в новото проучване, изследва вирулентността на чумата и тези открития могат да хвърлят светлина върху моделите на предаване в модерни случаи, сподели тя пред CNN в имейл.

„ Нашата лаборатория учи цикъла на бълхи и имаме сътрудници, които организират полеви проучвания в области, които изпитват годишни или инцидентни чума в дивата природа “, споделя Андерсън.

„ Епидемично изгаряне “

Математическите модели допускат по какъв начин това може да се разиграе в човешкото население преди епохи, което води до „ епидемиологично изгаряне “ към 100 години след зараза от бубонова чума.

В ранните стадии на пандемия инфекциите бяха бързи и гибелта пристигна бързо както за плъхове, по този начин и за хора. С течение на времето, защото гъстите популации на плъхове изтъняват, селективният напън благоприятства появяването на по -малко гибелен вариант на Y. pestis, с по -малко копия на PLA гена. Домакините на плъхове, инфектирани с този нов вариант, биха имали малко повече време за преместване на заболяването, което евентуално ще им разреши да заразят повече плъхове - и повече хора.

„ Те оферират модел, който може елементарно да бъде преследван в лабораторията, който може да помогне да се изясни разпространяването на чума през днешния ден в дивата природа “, сподели Андерсън.

Тези по -слаби варианти на заболяването в последна сметка се разпръснаха и изчезнаха. В актуалните проби откривателите откриха единствено три образеца за варианти с понижени PLA гени, от Виетнам: един от човешки индивид и два от черни плъхове (Rattus rattus).