Гонка вооружений с сибирской язвой помогла европейцам эволюционировать против болезни
Новое исследование Корнеллского колледжа ветеринарной медицины показало, как люди развили повышенную устойчивость к сибирской язве в ходе истории: когда они перешли на диету с большим количеством жвачных животных и когда распространились сельскохозяйственные практики.
Согласно исследованию в Nature Communications из лаборатории Чарльза Данко, это привело к тому, что у людей, особенно европейского происхождения, эволюционировало меньше рецепторов сибирской язвы, которые позволяют болезни закрепиться в организме.
Основным хозяином бактерии сибирской язвы являются жвачные животные, такие как крупный рогатый скот и овцы. Исследователи изучили геномные последовательности многих видов, используя базы данных популяций человека и эксперименты на образцах человека и приматов.
Они обнаружили, что экспрессия гена рецептора токсина сибирской язвы 2 (ANTXR2), который позволяет токсину проникать в клетки хозяина, была высокой на всем протяжении эволюционного древа млекопитающих, включая приматов, но не у людей.
«Ген ANTXR2 довольно стабилен по уровню экспрессии на протяжении 100 миллионов лет эволюции. Но у людей мы увидели это большое снижение — и это сделало его таким интересным для нас», — сказал Данко.
На заре появления людей в Африке к югу от Сахары охотники-собиратели начали есть все больше жвачных животных, сталкиваясь с сибирской язвой чаще, чем их предки-приматы. Болезнь уничтожила бы многих из этих ранних людей, оставив в живых тех, у кого была естественная генетическая устойчивость к сибирской язве — то есть меньше рецепторов.
Далее лаборатория изучила экспрессию генов у разных человеческих популяций, включая европейцев, китайцев, японцев и йоруба (этническая группа из Африки к югу от Сахары). Они обнаружили, что хотя все они показали снижение экспрессии рецепторов сибирской язвы по сравнению с большинством млекопитающих, у европейской группы это снижение было еще больше. Это соответствует наблюдениям, что европейцы, по-видимому, менее чувствительны к токсинам сибирской язвы по сравнению с африканцами или азиатами.
«Наше открытие показывает, что есть генетические доказательства того, что европейцы жили с сибирской язвой в течение более длительного периода времени», — сказал Данко.
Это соответствует пути миграции человека и развитию сельского хозяйства. Например, Англию долгое время преследовала «болезнь сортировщиков шерсти», вызываемая вдыханием спор сибирской язвы из зараженной шерсти рабочими в 1800-х годах.
Исследование открыло дверь к пониманию того, как молекулярная эволюция экспрессии генов может приводить к реальным различиям в устойчивости к болезням. Следующие шаги могут включать изучение влияния распространения сибирской язвы на другие исторически изолированные популяции человека или поиск других примеров коэволюции хозяина и патогена.