Home » Древние геномы раскрывают происхождение и распространение малярии

Древние геномы раскрывают происхождение и распространение малярии

Древние геномы раскрывают происхождение и распространение малярии

Малярия, одно из самых смертоносных инфекционных заболеваний в мире, вызывается несколькими видами одноклеточных паразитов, которые передаются через укусы инфицированных людей. Анофелес комары. Несмотря на серьезные усилия по контролю и искоренению малярии, почти половина населения мира по-прежнему проживает в регионах, где они подвергаются риску заражения малярией, и, по оценкам Всемирной организации здравоохранения, малярия вызывает почти 250 миллионов инфекций и более 600 000 смертей каждый год.

Помимо этого огромного современного воздействия, малярия сильно повлияла на историю нашей эволюции человека. «Хотя сегодня это в основном тропическая болезнь, всего сто лет назад ареал этого возбудителя охватывал половину поверхности суши, включая части севера США, юга Канады, Скандинавии и Сибири», — говорит ведущий автор Меган Мишель, докторант из Макса. Планк-Гарвардский исследовательский центр «Археология Древнего Средиземноморья» — исследовательское сотрудничество между Институтом эволюционной антропологии Макса Планка и Инициативой по науке о человеческом прошлом Гарвардского университета. «Наследие малярии записано в наших геномах: считается, что генетические варианты, ответственные за разрушительные заболевания крови, такие как серповидно-клеточная анемия, сохраняются в человеческих популяциях, поскольку они придают частичную устойчивость к малярийной инфекции».

Хотите больше последних новостей?

Подпишитесь на ежедневный информационный бюллетень Technology Networks, чтобы каждый день доставлять последние научные новости прямо на ваш почтовый ящик.

Подпишитесь БЕСПЛАТНО

Несмотря на это эволюционное воздействие, происхождение и распространение двух самых смертоносных видов малярийных паразитов, Плазмодий фальципарум и Плазмодий виваксостаются окутанными тайной. Малярийные инфекции не оставляют явных видимых следов в останках человеческих скелетов, а скудные ссылки в исторических текстах могут быть трудно расшифровать. Однако недавние достижения в области древней ДНК показали, что человеческие зубы могут сохранять следы болезнетворных микроорганизмов, присутствующих в крови человека на момент смерти, что дает возможность изучать болезни, которые обычно невидимы в археологических записях.

Чтобы изучить загадочную историю малярии, международная группа исследователей, представляющая 80 учреждений и 21 страну, реконструировала древние Плазмодий полногеномные данные 36 человек, инфицированных малярией, охватывающие 5500 лет истории человечества на пяти континентах. Эти древние случаи малярии предоставляют беспрецедентную возможность реконструировать всемирное распространение малярии и ее историческое воздействие в глобальном, региональном и даже индивидуальном масштабах.

Следуя за биомолекулярными сухарями в Америке

Сегодня малярия является эндемичным заболеванием в тропических регионах Америки, и ученые уже давно спорят о том, П. виваксвид малярии, приспособленный к выживанию в умеренном климате, возможно, прибыл через Берингов пролив вместе с заселением континента или путешествовал в результате европейской колонизации. Чтобы отследить путешествие паразитов в Америку, команда проанализировала древние ДНК человека, инфицированного малярией, из Лагуна-де-лос-Кондорес, высокогорного участка, расположенного в отдаленных облачных лесах восточных перуанских Анд.

Read more:  Настоящая романтика: как сохранить любовь, когда секса больше нет | Отношения

Геномный анализ выявил поразительное сходство между Лагуной де лос Кондорес. П. вивакс штамм и древнеевропейский П. виваксэто убедительно свидетельствует о том, что европейские колонизаторы распространили этот вид в Америку в течение первого столетия или около того после контакта. «Усугубленные последствиями войн, порабощения и перемещения населения, инфекционные заболевания, включая малярию, опустошили коренные народы Америки в колониальный период, при этом уровень смертности в некоторых местах достигал 90 процентов», — говорит соавтор Эвелин Гевара, постдокторант-исследователь в Хельсинкском университете и Институте эволюционной антропологии Макса Планка.

Примечательно, что команда также обнаружила генетическую связь между штаммом Laguna de los Cóndores и современным перуанским сортом. П. вивакс популяции 400–500 лет спустя. «Наши данные не только показывают, что малярия быстро распространилась в этом относительно отдаленном регионе, но и позволяют предположить, что возбудитель процветал там, создавая эндемический очаг и порождая паразитов, которые до сих пор заражают людей в Перу», — говорит соавтор. Эйрини Скуртаниоти, научный сотрудник Института эволюционной антропологии Макса Планка и Гарвардского исследовательского центра Макса Планка по археологии Древнего Средиземноморья.

Малярия набирает обороты в Европе

Хотя роль колониализма в распространении малярии в Америке очевидна, команда обнаружила военные действия, которые повлияли на региональное распространение малярии по другую сторону Атлантики. Кладбище готического собора Святого Ромбоута в Мехелене, Бельгия, располагалось рядом с первым постоянным военным госпиталем (1567-1715 гг. н.э.) в Европе раннего Нового времени. Древняя ДНК человека и патогенов выявила местные случаи П. вивакс среди населения в целом, похороненного до строительства военного госпиталя, в то время как среди лиц, похороненных после его строительства, были случаи более вирулентных П. фальципарум малярия. «Самое интересное, что мы наблюдаем больше случаев малярии у неместных лиц мужского пола в период пребывания в военном госпитале», — объясняет соавтор Федерика Пьерини, постдокторант из Института эволюционной антропологии Макса Планка. «Мы также выявили несколько человек, инфицированных П. фальципарумвид, который до искоренения процветал в средиземноморском климате, но в этот период не считался эндемичным к северу от Альп».

Эти вирулентные случаи были обнаружены у неместных лиц мужского пола различного средиземноморского происхождения, которые, вероятно, были солдатами, набранными из северной Италии, Испании и других средиземноморских регионов для участия в сражениях в Габсбургской армии Фландрии во время 80-летней войны. «Мы обнаружили, что крупномасштабные перемещения войск сыграли важную роль в распространении малярии в этот период, подобно случаям так называемой аэропортовой малярии в Европе с умеренным климатом сегодня», — объясняет Александр Хербиг, руководитель группы вычислительной патогеномики в Максе. Институт Планка эволюционной антропологии. «В нашем глобализированном мире зараженные путешественники несут Плазмодий паразитов обратно в регионы, где малярия сейчас искоренена, а комары, способные переносить этих паразитов, могут даже привести к случаям продолжающейся местной передачи. Хотя ситуация с малярийной инфекцией в Европе сегодня радикально отличается от той, которая была 500 лет назад, мы видим параллели в том, как мобильность людей влияет на риск малярии».

Read more:  Overwatch 2: представляем происхождение Lifeweaver, нового героя поддержки

Гималайская торговля и удивительная высотная инфекция

На другом конце света команда неожиданно выявила самый ранний известный случай заражения. П. фальципарум малярия в высокогорном гималайском месте Чокхопани (около 800 г. до н.э.), расположенном вдоль долины реки Кали-Гандаки в районе Мустанг в Непале. Расположенный на высоте 2800 метров над уровнем моря участок находится далеко за пределами ареала обитания как малярийного паразита, так и Анофелес комар. «Регион вокруг Чохопани холодный и довольно засушливый», — сказала соавтор Кристина Уориннер, доцент кафедры антропологии Гарвардского университета и руководитель группы Института эволюционной антропологии Макса Планка. «Ни паразит, ни комары, способные переносить малярию, не могут выжить на такой высоте. Для нас это подняло ключевой вопрос: как человек из Чохопани заразился малярией, которая могла в конечном итоге привести к его смерти?»

Генетический анализ человека показал, что инфицированным человеком был местный мужчина с генетическими адаптациями к жизни на большой высоте. Однако археологические данные в Чокхопани и других близлежащих местах позволяют предположить, что это гималайское население активно участвовало в торговле на дальние расстояния. «Сегодня мы думаем об этих регионах как об отдаленных и недоступных, но на самом деле долина реки Кали Гандаки служила своего рода трансгималайской автомагистралью, соединяющей людей на Тибетском нагорье с Индийским субконтинентом», — говорит соавтор Марк Альдендерфер, заслуженный профессор. Почетный сотрудник Калифорнийского университета в Мерседе, чьи раскопки в этом регионе выявили его торговые связи на дальние расстояния. «Медные артефакты, обнаруженные в погребальных камерах Чохопани, доказывают, что древние жители Мустанга были частью более крупных обменных сетей, включавших северную Индию, и вам не нужно путешествовать очень далеко, чтобы добраться до низменных, плохо осушенных регионов Непала и Индийский Терай, где сегодня малярия является эндемическим заболеванием». Команда полагает, что мужчина, вероятно, отправился в более низкий по высоте регион, эндемичный по малярии, возможно, с торговыми или другими целями, прежде чем вернуться или быть доставленным обратно в Чокопани, где он позже был похоронен. Интимные детали, обнаруженные древней ДНК, дают ключ к разгадке бесчисленных способов распространения инфекционных заболеваний, таких как малярия, в прошлом, порождая нашу нынешнюю картину болезней.

Read more:  Паксловид у людей старше 80 лет: Внутреннее поддерживает его

Прошлое и будущее динамического заболевания

Сегодня человеческий опыт борьбы с малярией находится на перепутье. Благодаря достижениям в борьбе с комарами и согласованным кампаниям общественного здравоохранения смертность от малярии в 2010-х годах достигла рекордно низкого уровня. Однако появление устойчивых к противомалярийным препаратам паразитов и переносчиков, устойчивых к инсектицидам, грозит обратить вспять десятилетия прогресса, в то время как изменение климата и разрушение окружающей среды делают новые регионы уязвимыми для видов переносчиков малярии. Команда надеется, что древняя ДНК может стать дополнительным инструментом для понимания и даже борьбы с этой угрозой общественному здоровью.

«Впервые мы можем исследовать древнее разнообразие паразитов из таких регионов, как Европа, где сейчас искоренена малярия», — говорит старший автор Йоханнес Краузе, директор отдела археогенетики Института эволюционной антропологии Макса Планка. «Мы видим, как мобильность и перемещение населения распространяли малярию в прошлом, точно так же, как современная глобализация делает страны и регионы, свободные от малярии, уязвимыми для повторного заражения сегодня. Мы надеемся, что изучение древних болезней, таких как малярия, откроет новое окно в понимании этих организмов, которые продолжают формировать мир, в котором мы живем сегодня».

Ссылка: Мишель М., Скуртаниоти Е., Пьерини Ф. и др. Геномы древних плазмодий проливают свет на историю малярии у человека. Природа. 2024. doi: 10.1038/s41586-024-07546-2

Статья переиздана по следующим материалам. Примечание: материал мог быть отредактирован по объему и содержанию. Для получения дополнительной информации обращайтесь к указанному источнику. С нашей политикой публикации пресс-релизов можно ознакомиться здесь.

2024-06-13 09:15:35


1718271699
#Древние #геномы #раскрывают #происхождение #распространение #малярии

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.