В Боливии в зубе древней мумии нашли бактерию скарлатины
Скарлатина веками считалась одной из главных причин детской смертности, однако ее эволюционная история долгое время оставалась неизвестной. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, проливает свет на происхождение этого заболевания.
Международная группа ученых сумела восстановить почти полный геном бактерии Streptococcus pyogenes (стрептококка группы А) из зуба мумифицированного черепа, найденного в высокогорьях Боливии.
Неожиданная находка в Национальном музее
Открытие было сделано в Национальном музее археологии в Ла-Пасе. Исследователи изучали останки молодого человека коренного происхождения, жившего между 1283 и 1383 годами нашей эры — задолго до прибытия европейских колонизаторов. Череп сохранился благодаря естественной мумификации в условиях сухого и холодного климата боливийского Альтиплано.
«Мы не искали именно этот патоген, — признается Франк Майкснер, директор Института изучения мумий (Eurac Research, Италия). — Работая с генетическим материалом древних останков, мы анализируем все микроорганизмы. Следы Streptococcus pyogenes оказались настолько многочисленными, что мы решили изучить их детально».
Пазл без картинки: метод de novo
Для реконструкции генома возрастом более 700 лет ученые применили метод сборки de novo. Это позволило восстановить последовательность ДНК из множества коротких фрагментов, не используя современные штаммы в качестве шаблона. Микробиолог Мохамед Сархан сравнивает этот процесс со сборкой сложного пазла, когда у вас нет картинки на коробке. Такой подход исключает предвзятость и позволяет обнаруживать уникальные генетические варианты, которые могли исчезнуть в ходе эволюции.
Результаты показали, что древний стрептококк уже тогда обладал большинством генов патогенности, присущих современным штаммам. Он был способен вызывать широкий спектр заболеваний: от обычных инфекций горла до смертельно опасного токсического шока. Генетически «боливийский штамм» оказался наиболее близок к современным бактериям, вызывающим ангину.
Новая хронология эволюции
Это открытие опровергает гипотезу о том, что опасные штаммы стрептококка были занесены в Южную Америку европейцами. Дополнительный поиск в мировых базах данных выявил присутствие Streptococcus pyogenes в останках людей, живших в Европе еще 4000 лет назад.
Генетический анализ указывает на то, что основные линии современного стрептококка разделились около 5000 лет назад. Этот период совпадает с переходом человечества к оседлому образу жизни. Скученность людей в первых постоянных поселениях создала идеальные условия для передачи патогена воздушно-капельным путем и его стремительной эволюции.
По мнению исследователей, работа знаменует начало «новой эры» в палеогенетике, позволяя детально изучать историю болезней, которые и сегодня вызывают вспышки по всему миру.