Pest Evolution: Hvordan En Mild Mavefejl Blev En Verdensomspændende Morder

{h1}

Plagebakterier udviklede først evnen til at forårsage åndedrætsinfektioner, og kun senere opnåede mutationen, der gjorde det til en hurtig morder.

Den svarte død - den frygtede pest, der dræbte millioner af mennesker i middelalderen - nåede kun pandemisk status efter de bakterier, der forårsagede det erhvervet to pivotale mutationer, finder en ny undersøgelse.

Med den første af disse mutationer, gamle stammer af pest bakterier (Yersinia pestis) fik evnen til at forårsage pneumonisk pest - en respiratorisk form af sygdommen, der spredes let, når folk smittede med det nyser omkring andre, fandt forskere.

Kun senere fik pestgenomet erhvervet den anden mutation, som gav den evnen til at forårsage den hurtigdræbende sygdom, der i dag er kendt som bubonisk pest, forskerne sagde i deres undersøgelse, der blev offentliggjort online i dag (30. juni) i tidsskriftet Nature Communications.

Evolutionelt set er pest et ungt patogen, kun omkring 5.000 til 10.000 år, sagde Wyndham Lathem, seniorforfatter af den nye studie og en adjunkt i mikrobiologi ved Northwestern University Feinberg School of Medicine i Chicago. [Billeder af en morder: Et pestegalleri]

Dagens pestbakterier udviklede sig fra en ældre art, der hedder Yersinia pseudotuberculosis. Disse bakterier er stadig omkring i dag, og forårsager milde tarmeinfektioner, sagde Lathem. Forskerne ønskede at vide, hvordan dagens plagebakterier, som inficerer åndedrætssystemet, udviklede sig fra disse ældre, gut-inficerende slægtninge, fortalte Lathem til WordsSideKick.com.

Forskerne anbragte de to genomer, såvel som forfædreplagens genom, og fandt en vigtig forskel: Forfædestammen manglede genet for et bestemt protein, kaldet PLA-protease.

"Hvis vi tager den mest forfædre [prøve], der vides at eksistere, og vi giver det genet for PLA, kan det pludselig forårsage pneumonisk pest, der ikke kan skelnes fra moderne [Y.] pestis, "Sagde lathem.

Yderligere analyse af stammerne viste, at pest erhvervet PLA genet snarere end forskerne tidligere havde troet, sagde Lathem.

Desuden fandt forskerne, at der ikke var behov for yderligere genetiske ændringer for at bakterierne kunne forårsage pneumonisk pest. Selvom de moderne stammer har andre genetiske forskelle fra stamcellerne, er disse ændringer uundgåelige, hvilket betyder "de er irrelevante", sagde han.

Pest pandemi

En yderligere genetisk forandring - en enkelt aminosyre-mutation i PLA-genet - gav pesten muligheden for at forårsage pandemier, fandt forskerne.

Tidligere studier har vist, at denne aminosyre mutation ændrer PLA's aktivitet lidt, men det arbejde var kun blevet gjort i reagensglas, sagde Lathem. I den nye forskning testede forskerne, om denne mutation gjorde en forskel i bakteriens evne til at forårsage plage hos dyr, sagde Lathem.

Lopper, der bider gnavere smittet med de bakterier, der forårsager plaget, kan overføre sygdommen til mennesker.

Lopper, der bider gnavere smittet med de bakterier, der forårsager plaget, kan overføre sygdommen til mennesker.

Kredit: Janice Haney Carr / CDC

De fandt ud af, at pestebakterier med aminosyreændringen havde evnen til at forårsage den invasive infektion forbundet med bubonisk pest i dag. Før aminosyre mutationen ville bakterierne have haft en meget vanskeligere tid at flytte ind i en persons blodbanen og forårsage en kropslig infektion, sagde forskerne.

"Det viser sig, at den forfædrede variant af PLA reducerer bakteriens evne til at komme ind i dybere væv med omkring 100 gange i forhold til den moderne variant," sagde Lathem. "Denne enkelt aminosyreændring var nødvendig for Yersinia pestis at forårsage moderne bubonisk pest. "[7 ødelæggende smitsomme sygdomme]

Før aminosyreændringen kunne pest have forårsaget lokaliserede udbrud. Men med den nye mutation kunne den inficere folk i et hurtigt og rasende tempo og forårsage pandemier, siger forskerne.

Det er uklart, når aminosyreændringen skete, men det var engang før den første rapporterede pestepandemi, der ramte det byzantinske imperium i det 6. århundrede A.D., sagde Lathem.

Ved at forstå udviklingen af Yersinia pestis, forskere kan være bedre i stand til at forudsige hvordan andre sygdomme kan ændre sig, forskerne sagde. Desuden inficerer pest stadig omkring syv personer årligt i USA, typisk i de semirale områder i New Mexico, Arizona, Colorado og Californien, ifølge Centrene for sygdomsbekæmpelse og forebyggelse.

"Det er stadig endemisk her i USA," sagde Lathem. "Det cirkulerer stadig her ude i naturen."

Følg Laura Geggel på Twitter @LauraGeggel. Følg WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com