«Черная смерть», выкосившая в XIV в. более трети населения Европы, остается предметом исследования как историков, так и биологов. Специалисты пытаются разобраться не только в том, как возникла и распространялась чума, но и почему одни от нее умирали, а другие – выживали. Конечно, тут не обошлось без генетики. Но у генного варианта, позволяющего пережить чуму, есть обратная сторона
Чума, вызываемая бактерией Yersinia pestis, некогда пугала больше, чем войны: ее жертвами становились сотни тысяч и миллионы, целые города и области становились безлюдными. Так, вторая пандемия этой болезни, метко прозванной «черной смертью», зародившись в Азии, в 1346–1348 гг. сняла страшную жатву в Европе, став причиной смерти 25 млн человек.
Наиболее распространенной формой болезни была бубонная чума, от которой без лечения умирало около половины всех заболевших. Но другая половина все-таки выживала. И анализ древней ДНК, полученной из человеческих останков тех времен, выявил после средневековой пандемии изменение частот встречаемости одного из вариантов гена ERAP2.
Известно, что ген ERAP2 кодирует фермент аминопептидазу, участвующую в работе так называемого главного комплекса гистосовместимости – важной части иммунной системы. Белки этого комплекса связываются с различными («своими» и «чужими») фрагментами белковых молекул и презентируют (показывают) их иммунным клеткам. В случае появления чего-то чужеродного они дают сигнал к активации иммунных клеток-«убийц».
Люди, выжившие во время чумы, с большой вероятностью были носителями мутантного варианта гена ERAP2. Благодаря замене всего лишь одного нуклеотида в последовательности (однонуклеотидный полиморфизм rs2549794) этот ген кодировал немного другой, укороченный белковый продукт.
Но здесь не все так просто. Как известно, вариативность гена ERAP2 связана как с ответом организма на инфекции, так и с восприимчивостью к аутоиммунным заболеваниям, таким как болезнь Крона, анкилозирующий спондилоартрит или диабет 1 типа. И мутации в этом гене могут нарушить баланс между защитой от тяжелого течения инфекций и риском развития аутоиммунных патологийв целом. Так возникла гипотеза, что в случае чумы мы имеем дело с результатом действия уравновешивающего отбора, действовавшего в человеческой популяции.
Ученые из Великобритании изучили взаимосвязь изменчивости в гене ERAP2 с риском развития аутоиммунных заболеваний и тяжестью протекания инфекций у современных людей на основе данных трех крупных биобанков: финского FinnGen и британских UK Biobank и GenOMICC.
Оказалось, что генетический вариант, связанный со сниженной активностью гена ERAP2 и количеством соответствующего «неправильного» белка erap2, действительно ассоциирован с увеличением вероятности развития аутоиммунных патологий. А связанный с синтезом полноразмерного белка – с более тяжелой формой острых респираторных инфекций, включая COVID-19.
По-видимому, эти результаты свидетельствуют о наличии своего рода эволюционного компромисса между риском развития аутоиммунных болезней и низкой устойчивостью к инфекционным агентам. При этом давление отбора в разные эпохи существования человечества, вероятно, могло колебаться в пользу то одного, то другого генного варианта.
Отметим, что это исследование имеет очевидное практическое значение: сейчас идет разработка средств для лечения болезни Крона и онкологических заболеваний, мишенью которых являются именно белки erap. Возможно, при клинических испытаниях этих препаратов следует обращать особое внимание на протекание инфекций у испытуемых. В целом же эта работа еще раз демонстрирует, насколько полезными могут оказаться исследования ДНК из образцов возрастом сотни и более лет. Ведь результаты этих древних естественных «экспериментов» вполне можно экстраполировать на современное человечество.
«НАУКА из первых рук»
Портал «Вечная молодость» vechnayamolodost.ru
