Молекули ДНК «Чорної смерті», що знищила в Середні століття третина населення Європи, підняли з могил і секвенували.
Під ім'ям Yersinia pestis ховається патоген, який свого часу знищив третину населення Європи, а також ще масу народу в Африці та Азії. Він відповідальний, зокрема, за те, що називають «Чорною смертю» - одну з трьох найбільших пандемій чуми, яка зародилася в Монголії і знищувала європейців у період з 1346 по 1351 рік. Через майже сім століть людство вирішило розібратися, як їй вдалося досягти тоді таких жахливих результатів.
Вивчати стародавні патогени важливо для розуміння того, якими звивистими шляхами крокує їхня еволюція, і яких сюрпризів варто очікувати від мікроскопічних ворогів у майбутньому. Сучасні технології секвенування * та вдосконалення методів маніпуляції з ДНК дозволили колективу вчених з Канади, США та Німеччини реконструювати геном збудника європейської епідемії бубонної чуми XIV століття. Генетичний матеріал вдалося отримати з останків жертв епідемії, похованих у Східному Смітфілді - районі сучасного Лондона. Статтю про перший секвенований геном стародавньої патогенної бактерії опублікував у жовтні цього року журнал Nature
.
Досліджувати стародавню ДНК непросто. По-перше, вона досить поганої якості, оскільки деградує від зміни температур, вологості і часу. Доводиться мати справу з фрагментованими і поперечно-зшитими молекулами. По-друге, не завжди легко довести безлічі скептиків, що виділив саме те, що потрібно. У випадку з Yersinia pestis суперечок було багато. Спочатку деякі вчені навіть вважали, що в Середні століття лютувала не чума, а швидше якийсь варіант геморагічної лихоманки типу тієї, що викликає вірус Ебола.
У 2000 році колектив під керівництвом Дідьє Рауля (Didier Raoult) опублікував результати роботи, під час якої була виділена ДНК із зубів людей, похованих в одному з місць масового поховання жертв епідемії XIV століття. Вчені ампліфікували фрагменти ДНК за допомогою ПЛР і показали, що у зразках містяться послідовності геному Yersinia pestis, і, отже, в ті роки в Європі вирувала саме чума. Однак повторення експерименту іншими авторами під керівництвом Томаса Гілберта з використанням більшої вибірки результатів не дало.
Для того щоб дістати з давніх зразків потрібну ДНК, використовувалися мікрочіпи з ДНК нині живих штамів. Це дозволило виключити з дослідження ґрунтових бактерій та інше генетичне сміття. Геном, який вийшов у підсумку, порівняли з ДНК 17 сучасних штамів Yersinia pestis і виявили, що він знаходиться приблизно в корені еволюційного древа цих послідовностей. Це означає, що штам «Чорна смерть» має багато близьких родичів серед нині циркулюючих чумних паличок.
Автори дослідження вважають, що загальний предок секвенованого ними штаму і збудників чуми циркулював буквально за століття до того, як з'явилася Чорна смерть і, отже, лінії чумної палички, відповідальні за більш ранні епідемії (наприклад, Юстиніанова чума 551-580 рр.), безслідно вимерли. Однак з цим не згодні багато дослідників, які вважають, що команда Пойнара і Краузе не розглянула багато штами чуми зі східної Азії, які, як вважається, мають більш давніх предків.
Аналіз геному середньовічної Yersinia pestis не виявив радикальних відмінностей від геномів сучасних штамів. Автори схиляються до того, що та неймовірна кількість жертв, яку забрала Чорна смерть, пов'язана не стільки з особливостями штаму, але значною мірою, з факторами навколишнього середовища, динамікою поширення через організмів-носіїв (деякі вчені припускають, що бубонну чуму XIV століття переносили не блохи) і підвищеною сприйнятливістю до патогену тодішнього населення Європи.
Ця стаття, представлена на конкурс науково-популярних робіт «біо/мовляв/текст» biomolecula.ru/content/888 в номінації «Найкраще новинне повідомлення», була удостоєна заохочувального призу.