https://frosthead.com

Bubonic Plague Family Tree kaster lys over risikoen for nye udbrud

Mød Justinian's pest, den sorte døds ældre, men lige så fatal fætter. Ankom til Konstantinopel omkring 540 e.Kr. dræbte det op til 100 millioner mennesker, bidrog til Romerrigets fald og drøvede sig i to århundreder. Og så forsvandt den.

Relateret indhold

  • Pestepandemi kan have været drevet af klima, ikke rotter
  • Madagaskar kæmper for et Bubonic Plague-udbrud
  • Black Plague Death Pit Dug Up i London
  • Den sorte død aldrig før - og det kan besejre vores bedste forsvar
  • Journal of the Plague Years

I et papir, der blev offentliggjort i går i The Lancet Infectious Diseases, har forskere rekonstrueret genomet til dette gamle patogen for første gang. Den sorte død og den Justinian pest opstod hver for sig separat fra den samme dødelige bakterie, Yersinia pestis .

På grund af deres lignende symptomer har forskere altid knyttet den tidligere pest til Black Death, men de har aldrig bestemt udtalt, hvordan de to pandemier var forbundet. Nogle undersøgelser har endda antydet, at den Justinianske pest var en influenzavirus.

En del af vanskelighederne med at slå ned den første pestes oprindelse er, at det kan være ret vanskeligt at finde rester af mennesker, der døde af Justinian-pesten - mens forskere kunne henvende sig til de omhyggelige registre over ejendomme over placeringerne af massegraver fra Black Death-ofre, findes der ikke sådanne poster for den forudgående pest. Undeterred, Dave Wagner, en biolog og det nordlige Arizona University og en medforfatter af papiret, arbejdede med kolleger, inklusive tyske arkæologer, og fandt fragmenter af Y. pestis i menneskelige rester fra en kirkegård i det 6. århundrede i Bayern, Tyskland.

Moderne peststammer sporer deres afstamning til den sorte død, så videnskabsmændene spekulerede på, er Justinian Pest den samme bug?

Forskere analyserede tænder fra to sæt rester fra dette gravsted på en bayersk kirkegård. Forskere analyserede tænder fra to sæt rester fra dette gravsted på en bayersk kirkegård. (Billede: M. Harbeck / München Universitet)

For at finde ud af, hvordan denne Justinian-stamme passer ind i pestens slægtstræ, havde de brug for hele genomet. ”Vi kan bruge [DNA-sekventering] teknikker til at rejse dybere og dybere i tiden for at afsløre genomerne af gamle patogener, ” siger Hendrik Poinar, en evolutionær genetiker ved McMaster University i Canada og en anden medforfatter. "Hvis den sorte død og justinierne er beslægtede, " siger han, "er disse separate tilfælde, eller er der noget iboende i bugens fysiologi, der giver den mulighed for at dukke op igen?"

Poinar's laboratorium analyserede tænder fra to bayerske lig begravet omkring 504 e.Kr. og 533 e.Kr. I ældgamle skeletrester er det bedste sted at finde genetisk bevis for, at patogenet dræbte personen i deres tænder. ”En tand er som et pengeskab, ” siger Poinar. Men ikke en uigennemtrængelig pengeskab; tænder indeholder også symbiotiske bakterier, jordsvampe, andre patogener og individets eget DNA. Så forskerne fjernede kronen, jordede tandmassen og søgte efter fragmenter af det gamle pestgenom midt i gunk.

Heldigvis hentede de nok fragmenter til at sammenstyre hele genomet af patogenet, der var ansvarligt for Justinian Plague. Derefter sammenlignede de det rekonstruerede genom med den sorte død og moderne stammer.

Forskere analyserede denne gamle tand fra resterne af et Justinian pestoffer, der blev fundet i Tyskland på udkig efter pest-DNA. Forskere analyserede denne gamle tand fra resterne af et Justinian pestoffer, der blev fundet i Tyskland på udkig efter pest-DNA. (Billede: McMaster University)

Deres fund afslørede, at selvom den først kom ud, døde Justinian pest ud og kun er en fætter til den sorte død og de stammer, som den senere fødte pandemi. Justinian-pest er mest beslægtet med to stammer, som længe vides at være vedvarende i kinesiske gnaverbestande, hvilket antyder, at den ligesom sortdøden stammer fra Asien og rejste til Europa sandsynligvis via den travleste handelsrute, Silkevejen. Men af ​​en eller anden grund var den sorte død meget mere vellykket, idet den overlevede og fortsatte med at sprede sig. Baseret på forskernes afstamningsanalyser og tidligere undersøgelser sprang det fra Europa til Middelhavet og Afrika, før det trækkede sine skridt tilbage til Kina.

Og der gød det en tredje pandemi - rotter hjalp med at sprede denne form for pest rundt om i verden via menneskelige skibsveje, hvor vi får de moderne stammer, som lejlighedsvis inficerer mennesker i dag.

Francois Balloux, en genetiker ved University College London, bemærker, at det ikke er så sjældent, at en to stammer vises på den samme "clade" eller gren af ​​et patogen-slægtstræ, men hvad der gør en stamme mere tilbøjelig til at dræbe sig gennem tiden, mens en anden dør ud er et interessant spørgsmål. "Der er ingen klar åbenlyse kandidat til, hvilke mutationer der kan gøre en stamme mere succesrig eller mere virulent, " siger Balloux. Wagner og Poinar kiggede efter gener, der muligvis indebar øget virulens, men ikke kom med nogen større udfordrere.

Miljøfaktorer kan spille en rolle i bestemmelsen af ​​en pests livscyklus, da nedbør har en betydelig indflydelse på gnaverbestande. Forfatterne bemærker, at klima kan have påvirket boom og bust fra den Justinske pest. Tunge regnsæsoner gik foran alle tre pestepandemier og af hver pest s slutningen var klimaet stabiliseret. Men uden beviser for at antyde, at klimaforandringer var mere alvorlige i slutningen af ​​Justinian-pesten, kan miljømæssige faktorer alene ikke tilstrækkeligt forklare, hvorfor stammen forsvandt.

Wagner påpeger også, at den menneskelige bevægelse steg mellem hver pandemi. På tidspunktet for den tredje pandemi, fik dampbådteknologi mennesker mulighed for at rejse rundt i kloden, hvilket er nøjagtigt, hvordan moderne stammer ankom til Madagaskar, hvor ikke-rottepopulationer er mere udbredt. I USA cirkulerer stadig lave niveauer af pest gennem indfødte gnaverbestande, en relikvie fra den tredje pandemi. Men de amerikanske centre for sygdomskontrol og -forebyggelse screener rutinemæssigt præriehunde og andre gnavere i det sydvestlige tilfælde, hvis der kommer noget ud over det sædvanlige.

At de to gamle plager dukkede op adskilt over tid, betyder, at en ny form for pest kunne opstå i fremtiden . "Det er bekymrende, " siger Balloux. Med moderne rejser kan en ny stamme af pest muligvis have det meget lettere at hoppe rundt i kloden. Men I de sidste hundrede år er der forbedringer i hygiejne, tilgængelighed af antibiotika og fald i byrotter.

”Kan der være en anden pandemi? Bestemt, ”siger Wagner. ”Men vi tror ikke, at disse betingelser er modne mange steder i verden.” Så vi er ikke inde i et månedligt Python- scenario snart.

Bubonic Plague Family Tree kaster lys over risikoen for nye udbrud