Ученые извлекли геном малярийного плазмодия из древнеримского скелета

Исследователи Венского университета получили из древнеримского скелета митохондриальный геном самой смертоносной формы малярии. Ученые считают, что их результаты помогут проследить историю малярии в Европе. Из зубов древнего римлянина извлечен геном малярийного плазмодия Малярийный паразит Plasmodium falciparum инфицирует эритроцит. Dennis Kunkel Microscopy/Science Photo Library Малярия распространялась миграцией и торговлей. Поэтому выделение таких штаммов может многое рассказать об истории человечества и контактах древних цивилизаций. Если римлянин был инфицирован индийским штаммом, скорее всего, контакты Рима с Индией были достаточно интенсивными.

Найти признаки малярии в останках древних людей трудно, и ДНК вызывающего малярию паразита Plasmodium в них обнаруживается очень редко. Еще никогда не удавалось получить древнюю геномную последовательность самого смертоносного вида Plasmodium falciparum. «P. falciparum был уничтожен в Европе полвека назад, а генетические данные европейских паразитов — древних или недавних — до сих пор оставались неуловимы. Это мешало понять, как паразиты распространялись по всему миру», — говорит Дэниел Нифси, изучающий геномику малярии в Гарвардском университете.

Малярия уже давно является одной из основных причин смерти людей. «С развитием таких методов лечения, как хинин, за последние сотни лет, кажется очевидным, что человек и малярия эволюционируют одновременно», — говорит Карлес Лалуэса Фокс, палеогеномик из Института эволюционной биологии в Барселоне, Испания. «Обнаружение геномов древних плазмодий, существовавших до изобретения хинина, вероятно, позволит получить информацию о том, как они адаптировались к различным противомалярийным препаратам».

Древний патоген

(A) Череп Velia-186 (мужчина 20-25 лет). Фотография Музея цивилизаций. (B) Количество уникальных ридов, сопоставленных с эталонным геномом K1 [NC_037526], полученным из библиотеки секвенирования. Образцы 2, 3(верхний правый контрмоляр) и 8 (нижний правый первый моляр) дали большинство ридов генома плазмодия. (C) Графики картирования для P. vivax и P. falciparum. Покрытие показано по всему митохондриальному геному. (A) Череп Velia-186 (мужчина 20-25 лет). Фотография Музея цивилизаций. (B) Количество уникальных ридов, сопоставленных с эталонным геномом K1 [NC_037526], полученным из библиотеки секвенирования. Образцы 2, 3(верхний правый контрмоляр) и 8 (нижний правый первый моляр) дали большинство ридов генома плазмодия. (C) Графики картирования для P. vivax и P. falciparum. Покрытие показано по всему митохондриальному геному.https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.05.583465v1

Существует пять видов плазмодия, вызывающих малярию. Они, вероятно, возникли в Африке между 50 000 и 60 000 лет назад, а затем распространились по всему миру. Большинство исследователей сходятся на том, что малярия достигла Европы как минимум 2000 лет назад, во времена Римской империи.

Plasmodium falciparum «оказал существенное влияние на историю и эволюцию человечества», — говорит Нифси. «Поэтому особенно важно выяснить, как давно различные сообщества с ним столкнулись, и как миграция людей и торговая деятельность распространяли его».

Исследователи могут получить ценную информацию о происхождении, эволюции и вирулентности паразита из ДНК, извлеченной из древних останков инфицированных людей. Но понять, где искать, сложно: не всегда очевидно, был ли человек заражен плазмодием, а возможность восстановления ДНК зависит от того, насколько хорошо она сохранилась.

В работе группы исследователей под руководством группы Венского университета была идентифицировала первая полная последовательность митохондриального генома P. falciparum из костей римлянина, жившего в Италии во II веке нашей эры, известного как Velia-186.

Plasmodium falciparum был обнаружен у Velia-186 в предыдущем исследовании. Авторы последнего препринта извлекли ДНК паразита из зубов человека и смогли идентифицировать 5458 фрагментов уникальной генетической информации, которую они объединили, чтобы получить последовательность, покрывающую 99,1% митохондриального генома. Генетики также использовали программное обеспечение для сравнения генома с современными образцами и обнаружили, что последовательность Velia-186 тесно связана с группой современных штаммов, обнаруженных в Индии.

Как малярия переносится при миграции

Исследователи говорят, что их результаты подтверждают гипотезу о том, что P. falciparum распространился в Европу из Азии примерно 2000 лет назад. Индийские штаммы «тогда уже присутствовали в Европе, таким образом, потенциальное наступление глобализации в эллинистический период, когда она впервые была описана греками, кажется весьма правдоподобной», — говорит Фокс.

Нифси говорит, что эта работа является интересным дополнением к бедной материалом древней геномике малярии. Но он добавляет, что результаты следует интерпретировать с осторожностью, поскольку образцов слишком мало, и указывает, что последовательность генома, основанная на ядерной ДНК клеток паразита, а не на его митохондриях, «может указывать на более сложную историю перемещения паразита среди древних человеческих популяций».

Малярия все еще является одной из главных угроз жизни людей widget-interest

В Гане начинаются массовые прививки детей от малярии

 

Как малярия прячется от иммунной системы человека

 

Новый метод лечения малярии: паразита, передающего болезнь, можно сбить с толку

Фокс предлагает изучить другие потенциальные источники ДНК плазмодия, такие как старые кости, старинное медицинское оборудование и даже образцы комаров в музеях. «Интеграция генетических данных из этих разнородных источников позволит получить более детальное представление об этом заболевании», — говорит он. «Было бы интересно посмотреть, какие уроки мы можем извлечь из прошлого о штаммах и распространении этого патогена».

Источник
Комментарии 0
Оцените статью
WARHEAD.SU
Добавить комментарий