Чума была распространена в Британии четыре тысячи лет назад

Исследования ДНК возбудителя чумы Yersinia pestis из древних останков показали, что от 4700 до 2800 лет назад в популяциях жителей Евразии циркулировала линия, названная линией позднего неолита — раннего бронзового века (Late Neolithic and Early Bronze Age, LNBA). В Европу она попала, вероятно, с массовой миграцией кочевых скотоводов из степи, но до сих пор было неясно, как далеко на северо-запад она распространилась. Специалисты из Института Френсиса Крика и Оксфордского университета в Великобритании в сотрудничестве с другими европейскими научными организациями впервые обнаружили линию LNBA Y. pestis на территории Британии, в костных останках возрастом около 4000 лет. Статья с результатами этой работы опубликована в журнале Nature Communications.

Палеогенетики изучили останки 34 человек из двух археологических памятников британского бронзового века. Это Чартерхаус Уоррен в Сомерсете, где находится необычное для своего времени массовое захоронение, причем характер костных останков говорит о том, что погребенные здесь люди умерли насильственной смертью, либо травмы были нанесены после смерти. Второе захоронение находится в Левенсе (Камбрия), в мегалитическом сооружении в виде колец.

С помощью метагеномного анализа специалисты нашли ДНК Y. pestis в пульпе зубов трех индивидов. Это два ребенка (10–12 лет) из Чартерхаус Уоррен, прямая радиоуглеродная датировка показала возраст останков 4145–3910 лет; и женщина (35–45 лет) из Левенса, датировка останков показала возраст 4065–3700 лет. ДНК двух индивидов из Чартерхаус Уоррен секвенировали методом дробовика с использованием платформы Illumina NovaSeq; для ДНК из Левенса использовали метод гибридизации и таргетного обогащения. В результате геномы Y. pestis из трех образцов прочитали с покрытием 8,4X, 6,1X и 3,3X.

По двум геномам из Чартерхаус Уоррен и ранее секвенированным геномам Y. pestis неолита и бронзового века ученые построили филогенетическое дерево. В общей сложности оно включило 27 опубликованных геномов и два генома из нового исследования. На этом дереве геномы из Чартерхаус Уоррен группируются с геномами Y. pestis линии LNBA. Образцы этой линии отличаются по одному ключевом признаку — у большей части отсутствует связанный с вирулентностью ген ymt (LNBA ymt-). У других образцов ген ymt присутствует (LNBA ymt +). Геномы из Чартерхаус Уоррен попадают в обширную кладу LNBA ymt-, геном из Левенса, вероятно, тоже. Филогения показала, что британские геномы близки к геномам Y. pestis из Чехии возрастом 4300 и 4250 лет.

Анализ хромосомы и трех плазмид британских геномов Y. pestis подтвердил отсутствие гена ymt, который играет важную роль в возможности передачи инфекции блохами, поскольку обеспечивает размножение бактерии в их кишечнике. Найдена крупная делеция с выпадением 36 kb, которая также была описана ранее. Потеря этого региона приводит к отсутствию гена yapC, который, как было показано, влияет на адгезию клеток и может усиливать колонизацию бактерии в организме. Другие функционально важные гены присутствуют в британских штаммах: это ureD, также связанный с передачей бактерии блохами, pde-2, регулирующий механизм образования биопленок, и flhD, влияющий на иммунный ответ.

Таким образом, бактерия Y. pestis (LNBA ymt-) была широко распространена в Британии в бронзовом веке, поскольку Левенс и Чартерхаус Уоррен находятся на большом расстоянии друг от друга — на севере и юге Англии. Ученые не могут исключить того, что некоторые другие индивиды в захоронениях тоже были инфицированы чумой, но ДНК бактерии не удалось обнаружить из-за ее деградации. Они также не могут однозначно сказать, было ли связано массовое захоронение в Чартерхаус Уоррен с погребением жертв чумы, учитывая, что скелеты несут следы травм.

Отсутствие гена ymt в британских геномах, вероятно, свидетельствует о том, что бактерия еще не выработала способ эффективно передаваться через укус блохи. Самые ранние штаммы Y. pestis, имеющие этот ген, были найдены в останках из Самарской области возрастом 3800 лет. Но, возможно, на начальном этапе для передачи инфекции ген ymt не был столь критичен.

«Эта работа — новый шаг в изучении того, как древние люди взаимодействовали с патогенами, — отмечает Понтус Скогланд, руководитель лаборатории древних геномов Института Френсиса Крика. — Дальнейшие исследования дадут нам еще больше в понимании того, как геномы человека и патогенов коэволюционировали, что поможет бороться с болезнями в настоящем и будущем».

Медленные часы чумы