https://frosthead.com

Forskere sekvens DNA af bakterier ansvarlige for middelalderlig spedalskhed

Skull

Skull

DNA ekstraheret fra kraniet fra dette spedalsoffer, identificeret i undersøgelsen som Jorgen_625, blev anvendt til sekvens af middelalderens genom. Jorgen_625 boede i Odense, Danmark. Billede © Ben Krause-Kyora

I århundreder blev millioner af europæere, der lider af spedalskhed, afskåret af samfundet, der blev båret til at bære klokker, der signaliserede for sunde borgere, at de var i nærheden. Den smitsomme sygdom, også kendt som Hansens sygdom, blev dårligt forstået, ofte antaget at være arvelig eller en straf fra Gud. På dets højeste havde næsten en ud af 30 sygdommen i nogle regioner; ved 1200-tallet ramte antallet af spedalske hospitaler, der er aktive i Europa, sit højdepunkt på 19.000. Derefter i det 16. århundrede faldt lidelsen. Snart var den næsten forsvundet fra kontinentet.

Patogenet, der var ansvarlig for spedalskhed, blev opdaget i 1873 i Norge, hvor han sprang tidligere antagelser om dens årsag. Den tidligste skriftlige omtale af spedalskhed, en af ​​de ældst kendte patogener til at plage mennesker, optrådte i 600 f.Kr. i Kina. Historiske poster viser, at det plagede antikke græske, egyptiske og indiske civilisationer. I 2009 leverede DNA-analyse af en mands rester fra det første århundrede fundet i en Jerusalem-grav det tidligste bevisede tilfælde af spedalskhed.

Nu har DNA-sekventeringsteknologi givet spor om udviklingen af ​​selve bakterien. Ved hjælp af godt konserverede DNA-prøver fra gamle skeletter har et internationalt team af forskere sekventeret genomet af patogenet Mycobacterium leprae, som det eksisterede i middelalderen.

Indtil nu havde forskere ikke engang været i stand til at sekvensere patogenet fra levende mennesker - bakterien kan ikke dyrkes i cellekultur i laboratoriet, så forskere inficerer normalt mus med det for at opnå en prøve, der er stor nok til sekventering. Materialet indsamlet fra menneskelige knogler til denne undersøgelse, udtømt fra middelalderens graver, indeholdt en lille mængde bakterie-DNA - mindre end 0, 1 procent, for at være faktisk. Men takket være ekstrem følsom og præcis teknologi var forskerne i stand til at sekvensere fem stammer af M. leprae .

Medieval bones

Forskere sekventerede DNA fundet i knogler, der er udgravet fra middelalderlige graver i Danmark, Sverige og Storbritannien. Her forbliver der på det middelalderlige spedalskesygehus St. Mary Magdalen i Winchester, UK, og afventer udgravning. Billed med tilladelse fra University of Winchester

I dag opstår der mere end 225.000 tilfælde af spedalsk hvert år, mest i udviklingslande. Ved hjælp af prøver fra nogle af disse tilfælde sammenlignede forskerne de århundreder gamle sekvenser med 11 moderne stammer af patogen, udvundet fra nylige biopsier fra flere geografiske regioner.

Resultaterne, der offentliggøres i dag i tidsskriftet Science, afslører, at bakterien med hensyn til genetisk sammensætning forblev relativt den samme trods de sidste 1.000 år. Kun 800 mutationer forekom blandt de 16 genomer i den tid, skriver forskerne. Dette antal betyder, at den mystiske forsvinden af ​​sygdommen i middelalderen i Europa ikke kan tilskrives M. leprae, der mister sin virulens.

”Hvis forklaringen på faldet i spedalsktilfælde ikke er i patogenet, skal den være i værten - det vil sige i os, ” siger Stewart Cole, meddirektør for undersøgelsen og leder af École Polytechnique Fédérale de Lausannes Global Health Institute. ”Så det er her, vi er nødt til at kigge efter.”

Patogenens genetiske modstandsdygtighed var tydelig i dens moderne stammer. Forskere fandt, at en middelalderlig stamme, der var til stede i Sverige og Storbritannien, var næsten identisk med en, der i øjeblikket findes i Mellemøsten. Deres fund tyder også på, at nogle stammer fundet i Amerika stammede fra Europa. Hvad de imidlertid ikke kan fortælle os, er retningen, i hvilken epidemien spredte sig gennem historien.

Denne forskning markerer en voksende tendens i at bruge DNA-analyse til at lære mere om epidemier og andre ødelæggende begivenheder i menneskets historie. Sidste måned prøvede forskere 166-årige irske kartoffelblade ved hjælp af lignende teknologi: De bestemte, at en tidligere ukendt stamme af P. infestans forårsagede den rod, der skrumpede Irlands befolkning fra det 19. århundrede med 25 procent. Måske kan fremtidig forskning en dag præcisere den patogen, der er ansvarlig for den buboniske pest, almindeligvis kendt som den sorte død, som udslettede næsten halvdelen af ​​Europas befolkning mellem 1347 og 1351.

Forskere sekvens DNA af bakterier ansvarlige for middelalderlig spedalskhed