Генетическая информация, полученная из древних останков, помогает понять, как малярия перемещалась и развивалась вместе с людьми.
Ученые секвенировали митохондриальный геном самой смертоносной разновидности малярии из древнеримского скелета. По их словам, полученные результаты могут помочь распутать историю этого заболевания в Европе.
В останках древних людей трудно найти признаки малярии, а ДНК плазмодия, вызывающего малярию, редко обнаруживается в них. В результате до двадцатого века никогда не существовало полной геномной последовательности самого смертоносного вида плазмодиев, Plasmodium falciparum. "P. falciparum был уничтожен в Европе полвека назад, и генетические данные европейских паразитов - древних или недавних - были неуловимым кусочком в головоломке понимания того, как люди перемещали паразитов по всему миру", - рассказывает Дэниел Нифси, изучающий геномику малярийных паразитов и переносчиков комаров в Гарвардской школе общественного здоровья.
Малярия уже давно является одной из главных причин человеческих смертей. "С развитием таких методов лечения, как хинин, за последние сотни лет, кажется очевидным, что [люди и малярия] коэволюционируют", - говорит Карлес Лалуэза Фокс, палеогенетик из Института эволюционной биологии в Барселоне, Испания. "Открытие геномов древних, дохининовых плазмодиев, вероятно, позволит получить информацию о том, как они приспособились к различным противомалярийным препаратам".
Существует пять видов Plasmodium, вызывающих малярию. Считается, что они появились в Африке между 50 000 и 60 000 лет назад, а затем распространились по всему миру. Большинство исследователей сходятся во мнении, что в Европу они попали не менее 2 000 лет назад, во времена Римской империи. Plasmodium falciparum "оказал значительное влияние на историю и эволюцию человечества", - говорит Нифси. "Поэтому особенно важно выяснить, как долго различным обществам приходилось иметь с ним дело и как человеческая миграция и торговля распространяли его".
Исследователи могут почерпнуть ценную информацию о происхождении, эволюции и вирулентности паразита из ДНК, извлеченной из древних останков инфицированных людей. Но трудно понять, где искать: не всегда очевидно, был ли человек заражен плазмодием, а возможность извлечения ДНК зависит от того, насколько хорошо она сохранилась. В препринте, опубликованном на сервере bioRxiv, группа исследователей Венского университета впервые выявила полную последовательность митохондриального генома P. falciparum из костей римлянина, жившего в Италии во втором веке нашей эры, получившего имя Velia-186.
Plasmodium falciparum был обнаружен у Velia-186 в предыдущем исследовании. Авторы последнего препринта извлекли ДНК паразита из зубов трупа и смогли выделить 5 458 фрагментов уникальной генетической информации, которые объединили в последовательность, покрывающую 99,1% митохондриального генома. Они также использовали программное обеспечение для сравнения генома с современными образцами и обнаружили, что последовательность Velia-186 тесно связана с группой современных штаммов, встречающихся в Индии.
По словам исследователей, их результаты подтверждают гипотезу о том, что P. falciparum распространился в Европу из Азии по меньшей мере 2 000 лет назад. Индийские штаммы "уже присутствовали в Европе [тогда]; таким образом, возможное проникновение вируса в период глобализации, например, в эллинистический период - когда он был впервые описан греками - кажется правдоподобным", - считает Фокс.
Нифси полагает, что работа представляет собой "техническое достижение" и является интересным дополнением к малоизученной области геномики древней малярии. Но он добавляет, что результаты следует интерпретировать с осторожностью, поскольку образцов всего несколько, и отмечает, что последовательность генома, полученная из ДНК клеточных ядер паразита, а не из его митохондрий, "может показать более сложную историю перемещения паразита среди древних человеческих популяций".
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 полное представление об этом заболевании", - говорит он. "Было бы интересно узнать, какие уроки мы можем извлечь из прошлого о распространении этого патогена".
