Исследователи проследили эволюцию относительно безобидной бактерии, которая между 10 000 и 6 000 лет назад стала микробом бубонной чумы, ответственным за смерть от 30% до 50% европейского населения между 1347 и 1352 годами.
Они поняли, как две простые мутации позволили этой умеренно патогенной бактерии стать великим убийцей пандемии. Это открытие проливает свет на происхождение одного из величайших бедствий в нашей истории и позволяет нам лучше определить механизмы, приводящие к пандемиям.
Черная смерть убила 25 миллионов европейцев
Термин «черная смерть» все еще звучит в наших ушах спустя семь столетий после ужасной чумы, опустошившей Европу: в общей сложности около 25 миллионов смертей, или от 30% до 50% населения, что сегодня означает больше. 260 миллионов смертей. Это не первая пандемия, поразившая континент, но она лучше всех задокументирована.
Ответственность за эту резню несет бактерия Yersinia pestis, которая все еще процветает в некоторых странах. Однако исследователи из Медицинской школы Файнберга Северо-Западного университета в Чикаго показали, что бактерия появилась на свет в результате двух мутаций другой бактерии, которая все еще присутствует у нас, под названием Yersinia pseudotuberculosis или палочки Малассеса и Виньяла (известной с 1883 года).
Последняя, хотя и является патогенным может вызвать мезентериальный аденит или синдром аппендицита, относительно опасна: он распространяется между людьми только через экскременты, и уровень заболеваемости очень низок (в редких случаях сепсис). Однако двух простых мутаций, произошедших за последние 10 000 лет, было достаточно, чтобы буквально взорвать скорость ее распространения и заболеваемости.
Действительно, впервые обретя способность колонизировать легкие (легочная чума), бактерия обеспечила идеальный способ распространения между людьми: капли секрета, выбрасываемые путем отхаркивания (чихание, сплевывание, постижении). Эта мутация соответствовала появлению нового гена в наследии бактерии: гена, вырабатывающего фермент под названием PLA.
Бактерия становится агрессивной
Позже, возможно, примерно в 6 веке до нашей эры, произошла вторая мутация в этом гене и сделала бактерии чрезвычайно агрессивными (уровень заболеваемости). Таким образом, синергия между ее средствами распространения и агрессивностью привела к пандемическому взрыву «черной чумы».
Чтобы проследить эту историю, исследователи сравнили геномы нынешних бактерий Y. pseudotuberculosis и Y. pestis и проследили их до их предковых форм методами хронологической генетики и популяционной генетики. Затем, чтобы подтвердить свою гипотезу, они проверили различные формы этих бактерий (генетически модифицированные) на лабораторных мышах. Результаты подтвердили их модель.
Заключение
Это исследование, помимо уточнения графика мутаций Yersinia, показывает ученым, насколько коротким может быть генетическое «расстояние» между безвредными микробами и их пандемическим вариантом. Таким образом, он дает новые биологические ключи к пониманию появления нынешних пандемических агентов и борьбе с ними еще до того, как они станут массовыми убийцами.