科学家已经发现,单个基因的适应能力如何帮助瘟疫生存数百年。
负责 历史上最致命的大流行 ,导致鼠疫的细菌, 耶尔西尼亚柴油从远古时代到今天,已经存在着不同的菌株 。
现在 ,科学家已经发掘出了关于臭名昭著的疾病如何持续数千年的遗传线索,几个世纪以来,爆发了灾难性的爆发。他们在周四(5月29日)在《杂志》上发表了他们的发现 科学。
“这是直接检查古代病原体变化的最早研究之一 ,我们今天仍然看到一种研究,以了解驱动毒力[疾病严重程度],持久性和/或最终灭绝大流行病的是什么,” Hendrik Poinar ,加拿大安大略省麦克马斯特大学的古代DNA中心主任, 在一份声明中说 。
Y. Pestis 一直在感染人类 自记录历史开始之前。该疾病的最常见形式被称为“泡沫 ”,最常见的是通过感染跳蚤的叮咬进入身体 ,尽管人们可以很少地直接从包括大鼠和猫在内的感染动物那里捕捉到它。一旦进入体内,细菌就会传播到淋巴结并复制 。随着它的倍增,它触发了疼痛 ,充满脓液的“泡泡”的形成,为此命名了泡沫鼠标。
瘟疫细菌 也可能引起血液感染,称为败血症鼠疫和肺部感染称为肺炎鼠疫。
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三个主要的瘟疫大流行是人类历史上最致命的爆发之一。第一个大流行 ,贾斯汀鼠(大约发生在公元542年至750年之间),将地中海部分地区的人口削减到 估计为40% 到六世纪末 。
第二种,也是最臭名昭著的疾病爆发是14世纪 黑色死亡 这破坏了欧洲和中东。在记录的历史上 ,最致命的大流行是黑人死亡,仅在欧洲就杀死了大约2500万人&Mdash;其人口的33%至50%。
第三个鲜为人知的全球瘟疫大流行于1855年在中国云南省开始,仅在印度和中国就杀死了超过1200万人 。直到1960年,这场大流行才被认为是活跃的 ,此后瘟疫死亡下降到较低的水平。瘟疫流行直到今天,刚果民主共和国,马达加斯加和秘鲁是最大的 流行 国家 , 根据世界卫生组织。
除了与病原体有关的惊人的死亡计数外,也许最引人注目 Y. Pestis 是其应变的寿命 。贾斯汀尼亚瘟疫细菌的菌株首次记录后花了300年的时间才灭绝,而来自黑人死亡的两个谱系之一在波浪中又散发出了500年 ,然后消失了,而另一个则成为所有当今菌株的祖先。
研究遗传工具包 Y. Pestis 用于持续很长时间的用途,研究人员对鼠疫基因进行了分析 PLA 从古代和现代疾病的受害者那里收集的数百种样本中。
PLA 具有帮助的酶的基因代码 Y. Pestis 通过未发现宿主的免疫系统未发现的身体 。先前的研究表明 ,PLA是调节给定鼠疫菌株的致命性及其在人类中爆发的能力的关键因素。但是,一种鼠疫菌株可以带有与下一个鼠疫数量不同的PLA基因,而且尚不清楚该拷贝数如何影响其生物学。
为了调查 ,他们收集了多种现代菌株 Y. Pestis 来自越南的基因组中有不同数量的PLA副本;携带更多基因的副本意味着细菌可以将更多的酶副本提高 。在将这些不同的鼠疫菌株注入小鼠中后,他们发现,PLA副本较少的菌株导致更长的感染,但使疾病的死亡率降低了20%。
他们分析了古老的瘟疫基因组;其中20个历史可追溯到第一个瘟疫大流行 ,其中94个来自第二个&Mdash;研究人员指出了一种模式,鼠疫菌株随着时间的流逝丢失了PLA的副本,即在每个大流行的后期。在现代基因组中 ,他们发现三种菌株暗示今天相同的模式正在发展。
他们认为这种适应可能会随着时间的流逝而使感染降低,对宿主的身体有害 。这表明进化变化有助于该疾病保持其宿主;他们是老鼠还是人类—活着更长的时间,从而使其能够更广泛地传播。在疫苗爆发期间 ,鼠疫的主要宿主大鼠大鼠被杀死后,这种适应可能是特别必要的。
Poinar说:“ PLA的减少可能反映了啮齿动物和人类种群的变化 。”“重要的是要记住,瘟疫是[跳蚤缠身]大鼠的流行 ,这是流行病和大流行病的驱动因素。人类是偶然的受害者。 ”
科学家说,对古代和当代鼠疫菌株的进一步研究可能揭示出更多的PLA耗竭,并帮助他们更好地了解这种对细菌基因组的变化如何通过历史塑造其毒力 。
如今 , Y. Pestis 感染 可以用抗生素治愈,尽管有些菌株有 显示令人不安的标志 的 抗生素抗性。为了摆脱超级瘟疫爆发的威胁,英国的科学家已经开始 开发鼠疫疫苗 添加库存。