Новое исследование бубонной чумы, ставшей причиной самых смертоносных пандемий в истории человечества

Чтобы лучше понять происхождение и распространение бубонной чумы в древние и современные времена, исследователи из Университета Макмастера, Университета Сиднея и Университета Мельбурна провели многолетнее детальное исследование сотен современных и древних последовательностей генома, вызывающей чуму бактерии — чумной палочки.

Исчерпывающий ответ о происхождении Черной смерти получить пока не удалось, но создана самая большая база геномов чумной палочки за 5000 лет   

Стремясь лучше понять происхождение и распространение бубонной чумы в древние и современные времена, ученые из Университета Макмастера, Университета Сиднея и Университета Мельбурна провели детальное исследование сотен современных и древних последовательностей генома чумной палочки — бактерии Yersinia pestis.

Несмотря на огромный прогресс в технологии и анализе ДНК, происхождение, эволюцию и распространение чумы по-прежнему трудно точно определить.

Чума является причиной двух крупнейших и самых смертоносных пандемий в истории человечества. Однако почему они начинались и заканчивались, почему в одних случаях эпидемия проходила быстро, а в других продолжалась годами, до сих пор не ясно.

Исследование включает анализ более 600 геномных последовательностей со всего мира, охватывающих и первое появление чумы у людей 5000 лет назад, и чуму Юстиниана, и средневековую Черную смерть и текущую пандемию, которая началась в начале XX века. Хотя эта пандемии не столь смертоносна, как предыдущие, она все еще провоцирует серьезные вспышки заболеваемости.

Чумные ямы в Восточном Смитфилде, которые использовались для массовых захоронений в 1348 и 1349 годах. Museum of London Archaeology

«Чума была самой крупной и самой смертоносной пандемией в истории человечества. Она постоянно вспыхивала на протяжении сотен лет и угасала в одних местах, но сохранялась в других. И мы до сих пор не знаем, почему она погубила так много людей», — говорит соавтор работы Хендрик Пойнар, директор Центра древней ДНК Университета Макмастера.

В чем уникальность чумной палочки 
Команда ученых изучила геномы штаммов Y. pestis в самых разных регионах мира и самого разного времени. Ученые показали, что Y. pestis имеет нестабильные молекулярные часы. Это особенно затрудняет измерение скорости, с которой мутации накапливаются в геноме с течением времени. По накоплению мутаций обычно определяют время появления первого штамма, но в случае с чумной палочкой сделать это крайне трудно.

Y. pestis развивается так медленно, что почти невозможно точно определить, когда и где возник первый штамм.

Люди и грызуны разносили патоген по всему миру. Чумная палочка распространялась вместе с торговыми судами и караванами. Но бактерия перемещалась быстрее, чем менялся ее геном. Геномные последовательности, обнаруженные в России, Испании, Англии, Италии и Турции, несмотря на то, что они разделены годами, идентичны, что создает большие проблемы для определения пути передачи.

Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали новый метод различения конкретных популяций Y. pestis. Это позволило идентифицировать и датировать пять популяций чумной палочки на протяжении всей истории, включая самые известные древние пандемические линии, которые возникли за десятилетия или даже столетия до исторически задокументированной пандемии в Европе — Черной смерти. Получается, что готовая бактерия столетиями ждала своего шанса, и в конце-концов его получала. 

Для правильной реконструкции пандемий прошлого и настоящего и для прогнозирования будущих вспышек в равной степени важны исторические, экологические, социальные и культурные контексты.

Ученые подчеркивают, что одних только генетических данных недостаточно для реконструкции времени и распространения пандемий чумы. Такое междисциплинарное сотрудничество важно и для исследований, связанных с прошлыми пандемиями и для изучения текущих вспышек, таких как COVID-19.