Мутації в імунному гені змушували жителів Середземномор'я регулярно мучитися сильною лихоманкою, але одночасно допомагали імунітету боротися з чумною паличкою.
Періодичною хворобою називають сезонну лихоманку з високою температурою, що супроводжується запаленням тканин навколо легких, серця, органів черевної порожнини. Ускладнення можуть бути серйозні, аж до ниркової недостатності; і якщо ніяких заходів не вживати, сезонна хвороба може закінчитися смертю. Інша назва хвороби - середземноморська сімейна лихоманка: вона зустрічається переважно у тих, чиї предки жили на території Середземноморського басейну, у турків, вірмен, арабів, євреїв. Ну, а те, що вона сімейна, вказує на її генетичний характер - тобто що її причина полягає в якійсь мутації, яка передається з покоління в покоління.
Дійсно, періодична хвороба розвивається через мутації в гені MEFV, який кодує білок пірін. Його синтезують деякі імунні клітини, і хоча в подробицях його функції поки незрозумілі, відомо, що пірін відіграє важливу роль у запаленні: він посилює синтез інших запальних молекул і в цілому запальну реакцію.
Зазвичай пірін спрацьовує у відповідь на інфекцію, але у людей з періодичною хворобою - тобто з мутаціями в гені MEFV - його рівень і в нормі занадто сильно підвищений, і щоб активувати його, ніяка інфекція не потрібна. Тому при періодичній хворобі трапляється сильне запалення буквально на порожньому місці, яке тільки шкодить здоровим тканинам. Ген MEFV в нашому геномі є в двох копіях, і якщо мутація потрапила тільки в одну копію, хвороба не розвивається. Якщо ж мутовані обидві копії MEFV, то хвороба почнеться, і якщо людини не підтримувати протизапальною терапією, висока ймовірність, що вона помре до сорока років.
У попередні часи ніякої терапії не було, і люди від періодичної хвороби вмирали, хоча і встигали залишити потомство. Тим не менш, частота мутантних версій MEFV у вихідців із Середземномор'я досить висока - висока настільки, щоб запідозрити дію позитивного відбору. Тобто мутації в MEFV давали їх володарям якусь перевагу, в іншому випадку вони зараз зустрічалися б у турків, арабів, вірмен тощо набагато рідше.
Дослідники з Національного інституту геному пишуть у Nature Immunology, що цією перевагою була стійкість до бубонної чуми. Як відомо, запалення - захисна реакція організму на інфекцію, і для бактерії природно навчитися придушувати запалення. Чумна паличка Yersinia pestis так і робить: у неї є арсенал молекул, що послаблюють імунну реакцію; серед іншого вона пригнічує активність білка піріна.
Але якщо чумна паличка стикається з людськими імунними клітинами, у яких в гені піріна є мутації (причому саме ті мутації, які призводять до періодичної хвороби), то послабити запальну реакцію вона вже не може. Причому для цього достатньо навіть однієї мутантної копії MEFV.
У наступних експериментах з мишами тварин заражали чумною бактерією, причому деякі миші були звичайні, а в інших були мутації в мишиному гені піріна. Миші-мутанти виживали з більшою ймовірністю. Можна припустити, що і у людей з мутантним MEFV було більше шансів вижити під час чумних епідемій.
Автори роботи також спробували відновити історію двох «періодичних» мутацій в гені MEFV, проаналізувавши більш ніж 2300 зразків ДНК - це була ДНК сучасних турків плюс кілька сотень зразків стародавньої ДНК з археологічних знахідок, включаючи ті, які відносяться до дохристиянських часів. Виявилося, що обидві мутації з'явилися більше 2000 років тому, так що їх переваги могли проявитися вже за часів Юстиніанової чуми, що почалася в середині VI ст. н. е.
Може здатися дивним, що хвороба виявилася позитивною ознакою, але в даному випадку природний відбір підтримав менше з двох злий. Зрештою, періодична хвороба дає можливість прожити достатньо, щоб залишити потомство. А у цього потомства буде більше шансів пережити чуму і народити дітей - завдяки «періодичній» мутації в гені MEFV.
До речі, щось схоже відбувається при серповидноклітинній анемії, яка дає стійкість до малярії. Мутації змінюють будову гемоглобіну, через що еритроцити набувають характерної серповидної форми, погано переносять кисень і закупорюють дрібні судини. Але при цьому в такі еритроцити гірше проникає малярійний плазмодій, тому серповидноклітинна анемія широко поширена там, де особливо високий ризик заразитися малярією.