Генетики проследили 6000-летнюю историю ДНК смертельной лихорадки
Исследователи из Института Фрэнсиса Крика и Университетского колледжа Лондона (UCL) впервые точно проследили эволюцию смертельно опасной возвратной (рецидивирующей) лихорадки, вызванной Borrelia recurrentis, с помощью древней ДНК. Эта бактерия вызывает инфекцию, характеризующуюся множественными эпизодами высокой температуры и сегодня встречается в районах с плохими санитарными условиями. Результаты опубликованы в журнале Science.
Главным открытием стало то, что B. recurrentis в какой-то момент в прошлом сменила переносчика — от клещей к вшам, что сделало болезнь более заразной и, вероятно, более смертоносной. Ученые секвенировали геномы четырех образцов бактерии, извлеченной из зубов и костей людей, живших от 2300 до 600 лет назад — это самые древние геномы B. recurrentis, когда-либо изученные.
«Рецидивирующая лихорадка — забытая болезнь с ограниченными современными геномами, что затрудняет ее изучение. Добавление древних ДНК позволило нам построить эволюционную временную шкалу и понять, как менялась генетика бактерий со временем», — отметила Пуджа Свали, первый автор работы.
Генетический анализ показал, что B. recurrentis разошлась со своим ближайшим родственником — B. duttonii, все еще передающимся клещами, — примерно 6000–4000 лет назад, то есть во времена перехода от неолита к бронзовому веку. Это совпадает с важными изменениями в образе жизни людей: рост плотности поселений, приручение животных и начало торговли шерстью, в которой вши могли успешно размножаться.
Ученые также обнаружили, что бактерия потеряла часть генома при адаптации к вшам, но со временем приобрела новые гены. Эти изменения повлияли на способность бактерии уклоняться от иммунной системы и обмениваться ДНК с другими микроорганизмами — признаки адаптации к жизни внутри человеческой вши.
«Изменения в образе жизни человека — например, шерстяная одежда и жизнь в больших сообществах — могли дать B. recurrentis возможность “перепрыгнуть” от клеща к вши и стать более опасной», — прокомментировал Понтус Скоглунд, соавтор исследования.
Скелетные останки, из которых извлекли ДНК B. recurrentis, найдены по всей Англии — от Йоркшира до Кентербери. В некоторых случаях в зубах было найдено особенно много бактериальной ДНК, что может указывать на тяжелую, острую форму инфекции.
«Анализ древней ДНК позволяет напрямую проследить, как патогены эволюционировали вместе с людьми. Мы показали, что способность B. recurrentis распространяться и вызывать болезнь сильно зависела от окружающего контекста», — отметила Люси ван Дорп, соавтор исследования.
Авторы подчеркивают, что понимание прошлого эволюционного пути бактерий может помочь предсказывать поведение инфекций в будущем. Это особенно актуально на фоне глобальных изменений образа жизни и роста плотности населения.
