Генетический ключ к загадке «черной смерти»: ученые нашли мутации, продлевавшие эпидемии

Палеогенетики выявили доказательства того, что две крупнейшие эпидемии чумы – «черная смерть» и чума Юстиниана, продлились необычайно долго из-за появления в ДНК чумной палочки нескольких мутаций.

Работа ученых из Университета Макмастера в Канаде и Института Пастера во Франции была опубликована в журнале Science.

Научный сотрудник Института Пастера Хавьер Писарро-Серда объяснил, что, когда патогенность бациллы снизилась, это дало ей конкурентное преимущество по сравнению с более опасными штаммами чумной палочки при распространении в пространствах с низкой плотностью населения.

Специалисты совершили данное открытие, изучая структуру ДНК штаммов древней чумной палочки (Yersinia pestis). Обрывки их геномов были извлечены из останков жертв чумы Юстиниана и средневековой «черной смерти», обнаруженных на европейских кладбищах VI-VII веков и XIV-XV веков.

Исследователей заинтересовало, каким образом изменялась структура генома чумной палочки по мере развития древних эпидемий. Ученые сравнили наборы мутаций в геномах из останков первых и последующих жертв эпидемий и выяснили, что в двух случаях в геноме Yersinia pestis уменьшилось число «рабочих» вариаций генов из семейства pla. Они играют важную роль в формировании бубонов, и их активность напрямую определяет летальность инфекции.

Для раскрытия биологического смысла мутаций в генах pla специалисты исследовали образцы существующих форм Yersinia pestis, периодически вызывающих вспышки чумы в государствах Азии. Это предоставило ученым возможность выявить сразу три современных штамма чумной палочки с аналогичными мутациями в генах pla и изучить особенности вызываемой ими инфекции в опытах на культурах клеток и на мышах.

Палеогенетики обнаружили, что эти мутации значительно ускоряли распространение бубонной чумы, что было связано с тем, что они на несколько дней увеличивали типичные сроки жизни грызунов после заражения. Это позволяло пандемическим формам чумной палочки распространяться дальше и быстрее, чем их предшественникам, и выживать при попадании в среду обитания с низкой плотностью носителей.