Генетики расшифровали геном чумной бациллы – бактерии, опустошившей Европу в XIV веке. Оказалось, что смертоносносная чумная палочка почти не отличается от своей безобидной «прабабушки».
Достали из могилы
В августе 2011 года ученые из университетов США, Германии и Канады под руководством Йоханнеса Краузе (Johannes Krause) из Тюбингенского университета (University of Tuebingen,) получили первые частичные данные о ДНК чумной палочки Yersinia pestis, унесшей жизни 30 миллионов человек за одну пятилетку XIV века. Для этого генетики изучили кости и зубы жертв чумы, захороненных в 1348 году на лондонском кладбище Ист Смитфилд.
В августовской работе исследователи восстановили кольцевую ДНК, которая располагается вне хромосом и необходима бактерии для синтеза белков, подавляющих иммунитет человека. Эту ДНК – плазмиду pPCP1 – биологи сравнили с аналогичными участками генома у современных чумных палочек, после чего пришли к выводу, что чумная палочка XIV века вымерла, не оставив потомков.
В последнем исследовании, результаты которого появились в Nature, доктор Краузе и его коллеги использовали уже отработанную технику для сборки полного генома Yersinia pestis.
Они отобрали несколько хорошо сохранившихся зубов из захоронений Ист Смитфилда. Останки бактериального генома ученые нашли на коронках и корнях зубов. «Паззл» из четырех миллионов нуклеотидов генетики собрали с помощью компьютерной программы.
Как отмечают исследователи, точность расшифровки генома Yersinia pestis высока – сопоставима с точностью расшифровки генома человека.
Правда, в геноме смертоносной бактерии все-таки остались белые пятна: биологи восстановили 93,5% генетического «паззла» – оставшиеся части растворились в братской могиле Ист Смитфилда.
Прабабушка Черной смерти
Команда доктора Краузе сравнила структуру полученной ДНК с геномом современной чумной палочки (штамм CO92). Оказалось, что большая часть генов в хромосомах и плазмидах совпадают, но некоторые участки либо вовсе отсутствуют в современной бактерии, либо заменены другими последовательностями ДНК.
В геноме средневековой бактерии ученые также обнаружили гены, объединяющие самые древние штаммы Yersinia pestis с их общим предком – бактерией Yersinia pseudotuberculosis.
«Это свидетельствует о том, что геном чумной палочки мало изменился за последние 600 лет, несмотря на несколько эпидемий и активную борьбу человека с патогенами», – пишут ученые, подводя итоги сравнительного анализа.
Ученые установили, что смертоносная бактерии не имеет кардинальных отличий от своей «прабабушки»: бацилла «черной смерти» унаследовала от безобидной прародительницы Yersinia pseudotuberculosis все 97 однонуклеотидных полиморфизмов, отличающих смертоносную бактерию от современных чумных палочек. «Такая степень родства с общим прародителем не характерна ни для одного из восемнадцати современных штаммов чумной палочки, – объясняют ученые. – Средневековая Yersinia pestis остается наиболее близким родственником первых штаммов чумной палочки».
По мнению ученых, значительные генетические сходства между современной и средневековой бактериями, как и близкое родство с безобидным родственником, свидетельствуют о том, что основной причиной эпидемии была не полезная мутация микроорганизма, а антисанитария, наличие сопутствующих патогенов или генетически обусловленная уязвимость к «черной смерти».
