Собран геном самого раннего штамма чумной палочки

Останки древних людей в Латвии, неподалеку от реки Салаца, впервые были обнаружены в 1875 году. С тех пор в этом районе археологи извлекли и описали скелеты четырех индивидов. По данным радиоуглеродного анализа, возраст останков составляет около 5 000 BP. Судя по раковинам моллюсков и скелетам рыб в окружающих слоях, эти люди занимались охотой, рыбалкой и собирательством. Анализ ДНК человеческих останков показал, что древние жители берегов реки Салаца столкнулись с возбудителем чумы — бактерией Yersinia pestis, вызвавшей три эпидемии в исторический период. Результаты исследования опубликованы в Cell Reports.

Ученые выполнили полногеномное шотган-секвенирование древней ДНК и параллельно провели поиск в собранных последовательностях геномов патогенов вирусной и бактериальной природы. В одном из образцов, получившем индекс RV 2039, были найдены фрагменты генома Y. pestis. Эти фрагменты демонстрировали типичные для древней ДНК паттерны повреждений, поэтому в возрасте ДНК чумной палочки не возникло сомнений. Исследователи прочитали геном Y. pestis и две ее плазмиды (pCD1 и pPCP1) с высоким покрытием.

Сравнение полученного генома с 278 древними и современными геномами Y. pestis, а также с геномом родственной бактерии Y. pseudotuberculosis, показало, что новый геном лежит в основании всего филогенетического древа Y. pestis. Он представляет собой первое ответвление, возникшее после отделения Y. pestis от Y. pseudotuberculosis, которое произошло семь тысяч лет назад. Штамм RV 2039 четко отделяется от штаммов Y. pestis, выделенных из человеческих останков времен неолита и бронзового века.

Штамм RV 2039 несет 106 уникальных однонуклеотидных полиморфизмов, которые, однако, не влияют на факторы вирулентности. В геноме RV 2039 закодированы все факторы вирулентности, характерные для Y. pestis, в то время как у штаммов Y. pestis времен неолита и бронзового века отсутствует ген фактора вирулентности ymt. Все остальные гены, связанные с вирулентностью, находились в предковом состоянии по отношению к таковым у современных штаммов.

Авторы подтвердили присутствие Y. pestis в останках RV 2039 и на уровне белков: с помощью масс-спектрометрии они обнаружили три пептида, специфичных для чумной палочки, а также 118 человеческих белков.

Ученые полагают, что обитатели района реки Салаца могли получить Y. pestis или ее предка, Y. pseudotuberculosis, при контакте с бобрами — природными резервуарами Y. pseudotuberculosis. Кроме того, несмотря на присутствие Y. pestis в останках RV 2039, неизвестно, болел ли индивид чумой. Если он страдал от чумы, то не от бубонной формы, которую переносят блохи, а от легочной, которая редко встречается сейчас и была редка в прошлом. Такой вывод авторы сделали из-за отсутствия в полученном геноме признаков адаптации к передаче при помощи блох. Вполне возможно, что RV 2039 заразился Y. pestis из-за укуса грызуна или хищного животного и потому заболел септицемической чумой, которая не могла передаваться другим людям.

О неолитическом штамме Y. pestis из Швеции — на PCR.NEWS.