В костях и зубах людей, живших в 600–1050 годах нашей эры в Северной Европе и на территории современных России и Великобритании, обнаружили ДНК ранее неизвестных штаммов вируса натуральной оспы, сообщается в Science. Их сравнение с более современными штаммами показало, что последний общий предок разновидностей вируса натуральной оспы существовал примерно 1700 лет назад, а уже к VI веку нашей эры заболевание широко распространилось по Европе, а смертность от него тогда, скорее всего, была ниже, чем во время более поздних вспышек. Получается, что вирус натуральной оспы, в отличие от многих других неклеточных паразитов человека, со временем стал опаснее для своего хозяина.
Случаев заболевания натуральной оспой не было уже с 1978 года, а до этого она уносила миллионы жизней: только за XX век — от 300 до 500 миллионов. Где возник вирус оспы и когда это произошло, точно не известно. Упоминания о натуральной оспе, вероятно, встречаются в Ветхом Завете, а повреждения на коже мумии Рамзеса V (умер в 1157 году до нашей эры) напоминают оспины. Тем не менее, в 2018 исследование ДНК вируса-возбудителя этой болезни, обнаруженной в останках мальчика, жившего в Литве в XVII веке нашей эры, говорит о том, что большинство штаммов появилось недавно, между 1588 и 1645 годами. Новые исследования ДНК возбудителя натуральной оспы (вируса Variola) из останков людей разных эпох должны помочь понять, когда же на самом деле возникло заболевание.
Одно из таких исследований провели ученые из Армении, Великобритании, Дании, России, Швеции и других европейских стран. Руководителем выступил Эске Виллерслев (Eske Willerslev) из Кембриджского университета. Ученые искали фрагменты ДНК вируса Variola в останках 1867 людей, живших в Евразии или Америках 31630–150 лет назад. Гены древних вариантов вируса оспы сравнивали с теми, что были характерны для самых молодых его разновидностей. По возрасту человеческих останков и средней скорости появления мутаций в ДНК вирусов исследователи определили, какими свойствами обладали заново открытые варианты возбудителя натуральной оспы и когда существовал последний общий предок известных штаммов Variola.
Далеко не каждый из тех, чьи останки проверяли на предмет наличия вирусной ДНК, болел натуральной оспой. Фрагменты генетического материала Variola нашли только у 13 из них, притом лишь у европейцев. Из них 11 больных жили в эпоху викингов в 600–1050 годах нашей эры, то есть самые старые из них — за тысячу лет до первого подтвержденного случая натуральной оспы. ДНК вирусов у них была сильно повреждена, так что сколь-нибудь полно реконструировать геномы Variola удалось только в четырех случаях.
Современные представления о возникновении и эволюции возбудителей натуральной оспы. Серые полоски указывают на степень вирулентности того или иного штамма
Antonio Alcamí / Science, 2020
Поделиться
По оценкам авторов, последний общий предок вирусов натуральной оспы существовал примерно 1700 лет назад. Интересно, что штаммы вируса оспы у европейских больных эпохи викингов сильно отличались от более поздних и, по-видимому, принадлежали к группе разновидностей вируса Variola, которая впоследствии вымерла. Скорее всего, они были менее опасны для здоровья, чем более поздние варианты вируса. Об этом говорит состояние останков людей, у которых нашли древние штаммы, а также последовательности нуклеотидов в генах этих вирусов, отвечающих за взаимодействие с иммунной системой человека и способностью заражать различные виды млекопитающих.
Хотя ДНК вируса Variola у европейцев эпохи викингов обнаружили в зубах и костях, что означает развитие острой инфекции, нет оснований утверждать, что эти люди умерли именно от натуральной оспы. Кроме того, у древних штаммов были активны 14 генов, которые у более поздних вариантов вируса не работали. Их «выключение» привело к тому, что возбудитель натуральной оспы потерял способность заражать кого-либо, кроме человека, зато его вирулентность в отношении нашего вида повысилась.
Штаммы вируса Variola из старой вымершей группы по свойствам больше были похожи на современных возбудителей коровьей оспы и ветрянки: человек мог ими заболеть, но вероятность умереть от них была значительно ниже, чем в случае «классической» натуральной оспы. У более поздних вариантов потеряли активность гены, связанные с факторами некроза опухолей и регулирующие иммунный ответ организма на вирус, а также гены kelch-подобных белков. Из экспериментов на мышах известно, что если аналогичные гены выключить у вируса коровьей оспы, то повреждения кожи от модифицированных вирусов становились сильнее выражены.
Интересно, что гораздо чаще эволюция вирусов идет по обратному пути: когда они начинают заражать какой-то новый вид организмов, они сначала наносят ему большие повреждения и часто приводят к смерти, но по прошествии некоторого времени становятся для жизни нового хозяина менее опасными. С вирусом натуральной оспы, по-видимому, получилось наоборот.
Вероятно, считает комментатор оригинальной статьи вирусолог Антонио Альками (Antonio Alcamí), ответ кроется в особенностях поксвирусов — группы, в которую входит вирус натуральной оспы. Они, как правило, не вызывают хронических инфекций, и когда организм справляется с ними, у него появляется пожизненный иммунитет к поксвирусу, с которым он столкнулся. Таким образом, вирусам нужно постоянно «искать» новых хозяев без истории взаимодействия с близкими поксвирусами. Для этого нужно упростить передачу от одной особи к другой. Вероятно, генетические изменения вируса Variola, которые способствовали росту контагиозности натуральной оспы, повысили вред, который она наносит организму.
У некоторых народов возникли адаптации, снижающие заболеваемость оспой. Таковы индейцы пеуэнче, жители высокогорий Анд. Кроме защиты от оспы они приобрели варианты генов, помогающие усваивать продукты с большим содержанием крахмала, и улучшенную способность переносить нехватку кислорода в горном воздухе.
Светлана Ястребова
https://nplus1.ru/
