Sign in to follow this
Followers
0
Czarna Śmierć zmieniła nasz genom. Przez nią jesteśmy bardziej podatni na inne choroby
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Obecnie Sahara to jeden z najbardziej suchych regionów naszej planety. Jednak nie zawsze tak było. W okresie wilgotnym, który miał miejsce 14 500 – 5000 lat temu, Sahara była zieloną sawanną. W takich warunkach DNA rzadko zostaje zachowane, więc mamy ograniczone informacje o historii genetycznej i demograficznej tego regionu. Jednak międzynarodowemu zespołowi naukowemu udało się pozyskać DNA z naturalnie zmumifikowanych szczątków dwóch kobiet sprzed 7000 lat, które zachowały się w kolebie skalnej Takarkori w południowo-zachodniej Libii.
Większość materiału genetycznego obu kobiet pochodzi od nieznanej wcześniej północnoafrykańskiej linii, która oddzieliła się od linii subsaharyjskich mniej więcej w tym samym czasie, gdy H. sapiens wyszedł z Afryki. Te linie genetyczne z północy Afryki były przez większość czasu izolowane. Obie kobiety były blisko spokrewnione z przodkami zbieraczy sprzed 15 000 lat, których szczątki odkryto w jaskini Taforalt w Maroku, a którzy łączeni są z kulturą iberomauruzyjską. Widoczne jest też pokrewieństwo ze szczątkami z marokańskich stanowisk Ifri Ouberrid i Ifri n’Amr o’Moussa.
Jednocześnie kobiety z Takarkori wykazują minimalne pokrewieństwo z mieszkańcami Lewantu, a to sugeruje, że rozpowszechnianie się pasterstwa na Saharze było wynikiem wymiany kulturowej, a nie migracji dużych grup ludzi, jak mogą wskazywać dowody archeologiczne. Jeśli dodatkowo weźmiemy pod uwagę fakt, że w genomach z Takarkori występuje bardzo mało domieszki genów neandertalczyków – jest jej 10-krotnie mniej niż u ludzi z Lewantu – oraz fakt, że linie genetyczne obu kobiet w zdecydowanej większości pochodzą z Afryki Północnej, badacze stwierdzają, że był to obszar genetycznie izolowany, zatem zielona Sahara nie była korytarzem migracji pomiędzy wnętrzem Afryki a jej północnymi częściami. Obecnie linia genetyczna obu kobiet nie istnieje samodzielnie, stanowi jednak ważny komponent dziedzictwa genetycznego mieszkańców północy Afryki.
Badania te stanowią ważny krok w kierunku lepszego poznania historii ludzkich migracji, przepływu genów na Saharze i umożliwiają dokładniejsze zrekonstruowanie tak istotnych wydarzeń, jak wyjście H. sapiens z Afryki oraz inne kluczowe momenty naszej ewolucji.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Choroby odzwierzęce, zoonozy, stanowią zdecydowaną większość chorób atakujących ludzi. Znamy ponad 1400 patogenów zdolnych do wywołania u nas chorób, z czego 61% pochodzi od zwierząt. Ludzie zaczęli powszechnie zarażać się tego typu patogenami w momencie, gdy udomowili zwierzęta. Niektóre z tych chorób wywarły olbrzymi wpływ na naszą historię i kulturę. Jedną z nich jest dżuma, wywoływana przez bakterię Yersinia pestis. Jej pochodzenie i historia wciąż są tajemnicą.
Naukowcy z Niemiec, Korei i USA poinformowali o zidentyfikowaniu wymarłego szczepu LNBA (Late Neolithic Bronze Age) Y. pestis w zębie owcy, która żyła przed około 4000 tysiącami lat. To pierwszy przypadek znalezienia LNBA Y. pestis u zwierzęcia. Dotychczas szczep ten identyfikowano wyłącznie u ludzi z Eurazji. Badacze zdobyli też dowody wskazujące, że LNBA, niezdolny do efektywnego rozprzestrzeniania się za pośrednictwem pcheł, zaraził ludzi za pośrednictwem owiec i prawdopodobnie też innych zwierząt domowych. Pierwotne źródło szczepu pozostaje nieznane.
Rekonstruowanie patogenów na podstawie szczątków dawnych zwierząt jest bardzo trudne. Zwierzęta bowiem zachowują się w materiale archeologicznym głównie jako pozostałości ludzkiego pożywienia. To zaś oznacza, że nie znajduje się całych szkieletów, a wiele znajdowanych kości zostało poddanych intensywnej obróbce cieplnej. Co więcej ludzie unikają spożywania zwierząt, po których widać, że są chore, zatem zapis archeologiczny zachowuje zdrowe zwierzęta. Nawet jeśli zostanie zjedzone chore zwierzę i zainfekuje ono wiele osób, jest bardzo mało prawdopodobne, by archeolodzy trafili właśnie na szczątki tego zwierzęcia. Wszystkie te czynniki zmniejszają szanse na znalezienie zarażających ludzi patogenów w szczątkach zwierząt. Obecnie tylko w jednym przypadku udało się zidentyfikować taki patogen – Brucella melitensis – w szczątkach zwierzęcia starszych niż tysiąc lat.
Dotychczas na podstawie materiału pobranego od żyjących w przeszłości ludzi udało się zrekonstruować około 200 genomów Y. pestis. Jednak jeśli chodzi o zwierzęta, to wyniki nie są już tak dobre. Dysponujemy pojedynczym, częściowo zrekonstruowanym, genomem Y. pestis pochodzącym od średniowiecznego szczura. Badania najbardziej rozpowszechnionych genomów wskazują, że ich przodek pojawił się około 4000 lat temu w środkowym biegu Wołgi w regionie Samary. Pierwotnym rezerwuarem były gryzonie. Y. pestis rozprzestrzeniała się za pośrednictwem pcheł. Przodkiem Y. pestis jest Yersinia pseudotuberculosis. Dżuma narodziła się stosunkowo niedawno, kilka tysięcy lat temu, i bardzo szybko zaczęła zarażać ludzi.
Osobny szczep od przenoszącego się za pośrednictwem pcheł stanowił LNBA, który istniał od ok. 2900 do 500 r. p.n.e. Zarażał różne populacje ludzi żyjące od zachodu Europy po Mongolię. Brakuje mu jednak zdolności do przenoszenia się za pośrednictwem pcheł, więc jego zwierzęcy rezerwuar pozostawał tajemnicą. Tę tajemnicę właśnie udało się odkryć.
Szczątki owcy, w których odkryto genom LNBA Y. pestis zostały znalezione na stanowisku Arkaim. Była to ważna ufortyfikowana osada kultury Sintaszta-Pietrowka położona na południu Uralu. Zrekonstruowany z zęba owcy bakteryjny genom nie tylko należy do szczepu LNBA, ale odpowiada genomowi LNBA wyizolowanemu od żyjących w tym samym czasie ludzi.
Gospodarka Arkaim koncentrowała się na hodowli zwierząt, a sama kultura Sintaszta-Pietrowka wniosła wiele innowacji. To jej przedstawiciele intensywnie wykorzystywali konie w czasie walki i wynaleźli rydwany.
Intensywna gospodarka pasterska Sintaszta-Pietrowka oznaczała, że ludzie mieli kontakt z dużymi stadami udomowionych zwierząt, które z kolei miały kontakt z dzikimi zwierzętami żyjącymi na stepie, w tym z gryzoniami. Mieli z nimi kontakt też i ludzie, którzy na stepie żyli, a którzy polowali na świstaki dla ich mięsa i futra. Skądinąd wiemy, że i współcześnie owce wypasane w zachodnich Chinach zarażają się Y. pestis gdy poliżą lub zjedzą szczątki chorego świstaka. W regionach endemicznego występowania Y. pestis nawet 5% owiec miało kontakt z tym patogenem.
Biorąc więc pod uwagę to, co wiemy współczesnej epidemiologii dżumy na azjatyckim stepie, możemy przypuszczać, że podobne procesy zachodziły tysiące lat temu. W transmisji szczepu LNBA z gryzoni na ludzi nie pośredniczyły pchły, ale zwierzęta domowe. To zaś mogło ograniczać zasięg zachorowań, co jest zgodne z obserwacjami. Ofiary LNBA miały bowiem typowe pochówki, które są odmienne od masowych grobów ofiar epidemii Y. pestis roznoszonej przez pchły.
Oryginalny rezerwuar linii LNBA Y. pestis nadal pozostaje nieznany, jednak inne drogi transmisji patogenu skutkowały różnicami w presji ewolucyjnej i inną historią choroby.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Analiza niemal 7000 pochówków wskazuje, że po połowie VI wieku na południu dzisiejszej Norwegii doszło do poważnego kryzysu demograficznego. Liczba pochówków spadła o ponad 75% w porównaniu z okresem wcześniejszym. Co prawda pochówki nie oddają dokładnie liczby ludności, ale są bardzo dobrym wskaźnikiem trendów demograficznych i ich zakłóceń.
Wyniki nowych badań, których autorami są Kjetil Loftsgarden i Frode Iversen z Uniwersytetu w Oslo, są zbieżne z wynikami innych badań archeologicznych, które wskazują na zmniejszenie sieci osadniczej, co już samo w sobie sugeruje znaczne zmiany w rozmiarach populacji.
Zdaniem Iversena i Loftsgardena, kryzys populacyjny nastąpił w wyniku połączenia czynników klimatycznych i epidemiologicznych. W latach 536 i 540 doszło do dwóch dużych erupcji wulkanicznych, które spowodowały ochłodzenie klimatu, co mogło wywołać powszechne zmniejszenie się plonów i głód. W tym samym czasie w Europie ma miejsce pierwsza wielka epidemia dżumy. Dżuma Justyniana pojawiła się w 541 roku, dotarła na Wyspy Brytyjskie czy do Persji, nie można więc wykluczyć, że trafiła i do Skandynawii. Wszystkie te czynniki pojawiły się w momencie, gdy społeczeństwo było wrażliwe na kryzysy z powodu szybkiego wzrostu liczby ludności i kurczących się zasobów po okresie ekspansji rolniczej na nowe tereny.
Przed VI wiekiem na terenach dzisiejszej Norwegii i Szwecji doszło do szybkiego wzrostu liczby ludności, coraz więcej terenów było zajmowanych pod działalność rolniczą. Jednak ten wzrost spowodował, że lokalne zasoby były mocno wyeksploatowane, co czyniło społeczeństwo podatnymi na zewnętrzne wstrząsy. I takim właśnie wstrząsem były erupcje wulkaniczne, które mogły wywołać głód.
Liczba pochówków spada, groby są też mniej bogato wyposażone. Jednocześnie na ten okres przypada pojawienie się wielu monumentalnych kopców. Autorzy badań uważają, że w wyniku kryzysu ucierpiały też elity. Liczba ich członków zmniejszyła się, znaczna część zubożała. Jednocześnie ci członkowie elit, którzy przetrwali, umocnili swoją pozycję, często kosztem tych, którym się nie udało. I mogli ją zaznaczać organizując wielkie prace, prowadzące do powstania kopców. W ten sposób też konsolidowali swoją władzę, która była oparciem w niespokojnych czasach.
Z informacji, jakie mamy ze znacznie lepiej przebadanego kryzysu – Czarnej Śmierci z XIV wieku – wiemy, że tego typu wydarzenia prowadzą do większego rozwarstwienia społecznego, jednak po ustąpieniu sytuacji kryzysowej ci, którzy przetrwali, mają do dyspozycji więcej zasobów, więc społeczeństwo staje się bardziej egalitarne. Niewykluczone, że – pomimo olbrzymich różnic między VI a XIV wiekiem – podobne zjawiska pojawiły się w omawianym okresie.
Po kryzysie VI wieku społeczeństwo wieku VII było bardziej egalitarne, zasoby bardziej sprawiedliwie dzielone. Do epoki wikingów – dzięki korzystnym warunkom klimatycznym, postępach w rolnictwie i rozszerzaniu sieci handlowych – liczba ludności znowu wzrosła i wojownicy ze Skandynawii mogli ruszyć na Europę, przez wieki zaznaczając się jej historii.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Podczas pandemii SARS-CoV-2 widzieliśmy olbrzymie spektrum manifestacji klinicznych zarażenia wirusem, od infekcji bezobjawowych po zgony. Naukowcy z Instytutu Pasteura, francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych we współpracy ze specjalistami z całego świata przyjrzeli się przyczynom różnic w reakcji układu odpornościowego na SARS-CoV-2 wśród różnych populacji. Wykazali, że utajona infekcja cytomegalowirusem oraz czynniki genetyczne miały swój udział w manifestacjach reakcji organizmu na koronawirusa.
Wiemy, że głównym czynnikiem ryzyka zgonu jest zaawansowany wiek. Dodatkowymi są płeć męska, choroby współistniejące i czynniki genetyczne oraz immunologiczne. Naukowcy badający wpływ różnych czynników na odpowiedź organizmu na SARS-CoV-2 pobrali próbki krwi od 222 zdrowych ochotników zamieszkujących region od Afryki Środkowej i Europy Zachodniej po Azję Wschodnią. Wykorzystali technikę sekwencjonowania RNA do określenia, w jaki sposób 22 różne rodzaje komórek krwi reaguja na obecność koronawirusa. Następnie połączyli tak uzyskane informacje z wynikami badań układu odpornościowego i genomu osób, od których pobrano krew.
Naukowcy zidentyfikowali około 900 genów, których reakcja na obecność wirusa była różna u różncyh populacji. Za pomocą statystycznych analiz genetycznych uczeni wykazali, że różnice te wynikają z różnic w składzie krwi. Proporcje poszczególnych typów komórek są różne u różnych populacji. Wiadomo jednak, że na skład krwi mają też wpływ czynniki zewnętrze. Jednym z nich jest infekcja cytomegalowirusem. W Afryce Środkowej jest on obecny u 99% populacji, w Azji Wschodniej u 50% ludzi, a w Europie jego nosicielem jest 32% mieszkańców. Z badań wynika, że utajona infekcja tym wirusem ma wpływ na reakcję organizmu na SARS-CoV-2.
Ponadto zidentyfikowano około 1200 genów, których ekspresja w warunkach zarażenia SARS-CoV-2 jest różna w różnych populacjach i jest kontrolowana przez czynniki genetyczne i zależy od częstotliwości alleli regulujących te geny. Na ten czynnik miała wpływ presja selekcyjna z przeszłości. Wiemy, że czynniki zakaźne miały olbrzymi wpływ na przeżycie człowieka i wywierały silną presję selekcyjną, która ukształtowała różnice genetyczne na poziomie całych populacji. Wykazaliśmy, że presja selekcyjna z przeszłości wpłynęła na odpowiedź immunologiczną na SARS-CoV-2. Jest to widoczne szczególnie u osób pochodzących z Azji Wschodniej. Około 25 000 lat temu koronawirusy wywarły silną presję selekcyjna na te populacje, mówi Maxime Rotival.
Na przebieg infekcji miały też wpływ geny odziedziczone po neandertalczykach. Stanowią one ok. 2% genomu mieszkańców kontynentów innych niż Afryka i mamy coraz więcej dowodów na to, że wpływają one na naszą obecność odporność na infekcję. Nie tylko zresztą na nią. Mają też wpływ na to, czy palimy papierosy i pijemy alkohol. Teraz naukowcy zidentyfikowali dziesiątki genów, które zmieniają reakcję na infekcję, a ich obecność to skutek krzyżowania się H. sapiens z neandertalczykiem.
Wykazaliśmy istnienie związku pomiędzy dawnymi wydarzeniami mającymi wpływ na ewolucję, jak selekcja naturalna czy krzyżowanie się z neandertalczykami, a obecnymi różnicami populacyjnymi w reakcji na infekcję, dodaje profesor Lluis Quintana-Murci.
Szczegóły badań zostały opisane w artykule Dissecting human population variation in single-cell responses to SARS-CoV-2 opublikowanym na łamach Nature.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Dżuma trapi ludzkość od 5000 lat. W tym czasie wywołująca ją Yersinia pestis ulegała wielokrotnym zmianom, zyskując i tracąc geny. Około 1500 lat temu, niedługo przed jedną z największych pandemii – dżumą Justyniana – Y. pestis stała się bardziej niebezpieczna. Teraz dowiadujemy się, że ostatnio bakteria dodatkowo zyskała na zjadliwości. Pomiędzy wielkimi pandemiami średniowiecza, a pandemią, która w XIX i XX wieku zabiła około 15 milionów ludzi, Y. pestis została wzbogacona o nowy niebezpieczny element genetyczny.
Naukowcy z Uniwersytetu Chrystiana Albrechta w Kilonii i Instytutu Biologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka przeanalizowali genom Y. pestis od neolitu po czasy współczesne. Mieli dostęp m.in. do szkieletów 42 osób, które zostały pochowane pomiędzy XI a XVI wiekiem na dwóch duńskich cmentarzach parafialnych.
Wcześniejsze badania pokazały, że na początkowych etapach ewolucji patogen nie posiadał genów potrzebnych do efektywnej transmisji za pośrednictwem pcheł. Taka transmisja jest typowa dla współczesnej dżumy dymieniczej. W wyniku ewolucji Y. pestis znacząco zwiększyła swoją wirulencję, co przyczyniło się do wybuchu jednych z najbardziej śmiercionośnych pandemii w historii ludzkości, mówi doktor Joanna Bonczarowska z Instytutu Klinicznej Biologii Molekularnej na Uniwersytecie w Kilonii. Podczas naszych badań wykazaliśmy, że przed XIX wiekiem żaden ze znanych szczepów Y. pestis nie posiadał elementu genetycznego znanego jako profag YpfΦ, dodaje uczona. Profag, jest to nieczynna postać bakteriofaga, fragment DNA wirusa, który został włączony do materiału genetycznego zaatakowanej przez niego bakterii.
Te szczepy Y. pestis, które mają w swoim materiale genetycznym YpfΦ, są znacznie bardziej śmiercionośne, niż szczepy bez tego profaga. Nie można więc wykluczyć, że to jego obecność przyczyniła się do wysokiej śmiertelności podczas pandemii z XIX/XX wieku.
Naukowcy z Kilonii chcieli szczegółowo poznać mechanizm zwiększonej wirulencji Y. pestis z profagiem YpfΦ. W tym celu przyjrzeli się wszystkim białkom kodowanym przez tę bakterię. Okazało się, że jedno z nich jest bardzo podobne do toksyn znanych z innych patogenów.
Struktura tego białka jest podobna do enterotoksyny wytwarzanej przez Vibrio cholerae (ZOT - zonula occludens toxin), która ułatwia wymianę szkodliwych substancji pomiędzy zainfekowanymi komórkami i uszkadza błonę śluzową oraz nabłonek, dodaje Bonczarowska. Uczona wraz z zespołem będą w najbliższym czasie badali wspomniane białko, gdyż jego obecność prawdopodobnie wyjaśnia zjadliwość współczesnych szczepów Y. pestis.
Badacze zwracają uwagę, że szybka ewolucja patogenu zwiększa ryzyko pandemii. Nabywanie nowych elementów genetycznych może spowodować, że pojawią się nowe objawy. To zaś może prowadzić do problemów z postawieniem diagnozy i opóźnienia właściwego leczenia, które jest kluczowe dla przeżycia. Co więcej, niektóre szczepy Y. pestis już wykazują oporność na różne antybiotyki, co dodatkowo zwiększa zagrożenie, stwierdza doktor Daniel Unterweger, który stał na czele grupy badawczej. Naukowcy przypominają, że u innych bakterii również odkryto elementy podobne do YpfΦ, co może wskazywać na ich zwiększoną wirulencję.
Zrozumienie, w jaki sposób patogen zwiększał swoją szkodliwość w przeszłości, a czasem robił to skokowo, pomoże nam w wykrywaniu nowych jego odmian i w zapobieganiu przyszłym pandemiom, wyjaśnia cel badań profesor Ben Krause-Kyora z Instytutu Klinicznej Biologii Molekularnej.
Dżuma to wciąż jedna z najbardziej niebezpiecznych chorób. Śmiertelność w przypadku szybko nieleczonej choroby wynosi od 30% (dżuma dymienicza) do 100% (odmiana płucna). Obecnie najczęściej występuje w Demokratycznej Republice Konga, Peru i na Madagaskarze. Zdarzają się jednak zachorowania w krajach wysoko uprzemysłowionych. Na przykład w USA w 2020 roku zanotowano 9 zachorowań, z czego zmarły 2 osoby.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.