Средневековые геномы проливают свет на историю проказы

Впервые учёные смогли воссоздать древний геном без нуклеотидной последовательности, за что надо поблагодарить необычную сохранность средневековой патогенной ДНК.

Исследование свидетельствует, что при определённых условиях древние бактериальные ДНК могут выживать на протяжении миллиона лет, превосходя предел, положенный ДНК позвоночных.

Проказа, разрушительное хроническое заболевание, вызываемое бактериальным патогеном микробактерия Лепры (Mycobacterium leprae), была широко распространена в Европе до конца Средневековья.

Сейчас данное заболевание зарегистрировано в 91 стране с ежегодным числом заболевших в 200 тысяч человек.

Для отслеживания истории болезни международная группа исследователей под руководством Йоханеса Краузе (Johannes Krause) и Стюарта Коула (Stewart Cole) реконструировала целую геномную последовательность микробактерии Лепры на основе пяти средневековых скелетов, найденных в Дании, Швеции и Великобритании, а также семи образцов биопсии современных пациентов.

Исследователи сравнили геномы средневековых бактерий с одиннадцатью собранными по всему миру современными образцами. Результат показывает, что все они обладают общим предком, существовавшим в пределах последних четырёх тысяч лет. Это согласуется с предыдущими остеологическими свидетельствами заболевания в археологических находках, датируемых 2000-ми годами до нашей эры и сделанными в Индии.

Сравнение показывает значительную степень сохранности геномов бактерий на протяжении последний тысячи лет.

Исследователи смогли также продемонстрировать, что генотипы микробактерий Лепры в средневековой Европе обнаружены и в наше время на Среднем Востоке. Другие средневековые штаммы обладают значительным сходством с современными, взятыми у броненосцев в Северной Америке, свидетельствуя о европейском происхождении североамериканских образцов.

Один скелет из Дании, получивший имя Jorgen 625, продемонстрировал исключительную сохранность патогенной ДНК, делая возможным реконструкцию генома без использования современных нуклеотидных последовательностей, чего никогда не происходило прежде при исследовании геномов древних организмов. Учёные нашли, что почти половина восстановленных именно из этого скелета ДНК являются производными от микробактерии Лепры. Это на порядок выше количества патогенных ДНК, обычно находимых в скелетах и у современных пациентов. Далее было обнаружено, что ДНК микробактерий Лепры сохранились намного лучше, чем ДНК клеток организма человека, что может объяснить столь необычайно высокое количество бактериальных ДНК в скелетах.

По мнению авторов работы, причиной тому могут быть чрезвычайно толстые и непроницаемые восковидные стенки клеток бактерий проказы, которые защищают их ДНК. По этой причине ДНК бактерий сохраняются дольше ДНК организма, которые не так хорошо защищены.

«Это даёт надежду на то, что определённые типы бактериальных ДНК могут выживать намного дольше, чем ДНК млекопитающих, примерно около миллиона лет», надеется Краузе. «На этом основании можно попытаться проследить происхождение данного заболевания».

medbe.ru