Медленные часы чумы

На протяжении истории человечества возбудитель чумы Yersinia pestis неоднократно становился причиной пандемий и эпидемий. Развитие новых молекулярно-генетических методов позволяет по-новому взглянуть на происхождение и эволюцию чумной палочки.

Молекулярные часы широко применяются для датирования эволюционных событий, но у некоторых видов бактерий скорость замены нуклеотидов в ДНК может быть неравномерной, как это показано для Y. pestis, что снижает точность часов. Дискуссии также вызывает вопрос о происхождении эпидемически значимых штаммов и путях их распространения. Возможно, секвенирование ДНК древних штаммов и их сравнение с современным образцами может дать ответы на эти вопросы.

Группа ученых из Австралии, США и Канады собрала самую актуальную базу геномных данных Y. pestis, оценила надежность филогенетического анализа и достоверность современных представлений о структуре популяции возбудителя. Авторы проанализировали геномы 601 древнего и современного изолята, выделенного в разных географических регионах мира: России, Испании, Англии, Италии и Турции. Они объединили три системы классификации чумной палочки и выделили 12 популяций, для каждой из которых характерна уникальная комбинация ветви, биовара и периода времени. Каждую микробную популяцию оценивали независимо. Такой подход позволил нивелировать погрешность молекулярных часов для видов, подобных чумной палочке, с неравномерной скоростью замены нуклеотидов.

Анализ подтвердил, что молекулярные часы чумной палочки нестабильны. Также авторы показали, что самые медленные молекулярные часы наблюдались в культурах биовара antiqua — в среднем одна замена в 14 лет. В нескольких популяциях, принадлежащих временному отрезку более 80 лет, вообще не было обнаружено сигнала, что свидетельствует о том, что генетических методов недостаточно для датирования краткосрочных вспышек чумы.

Интересной находкой стал тот факт, что появление штаммов с потенциально высокой эпидемической опасностью предшествовало пандемиям на десятки или даже сотни лет. Это может быть не только особенностью медленных молекулярных часов возбудителя чумы, но и следствием примененной методологии. Возможно, образцы из других частей света, а не только из Европы, смогут уточнить филогенетический анализ чумной палочки.

Полученные данные расширяют наши знания о происхождении и распространении возбудителя чумы, но для оценки персистенции культуры патогена в человеческой популяции и географического распространения в пандемию недостаточно только генетических методов. Необходимо тесное междисциплинарное взаимодействие биологов, историков и экологов. Авторы использовали интегрированный подход для изучения истории пяти популяций, включая те, что дали начало пандемиям.

От блох зависит, вспыхнет ли чума среди грызунов