חוקרים במכון פרנסיס קריק ו- UCL ניתחו את ה- DNA העתיק מ Borrelia recurrentisסוג של חיידקים הגורמים לחום חוזר ונשנה, למצב כשהוא התפתח להתפשט דרך כינים ולא על קרציות, וכיצד הוא צבר ואיבד גנים בתהליך.
יתכן כי מעבר זה היה במקביל לשינויים באורח החיים האנושי, כמו לחיות קרוב יותר זה לזה ותחילת סחר הצמר.
Borrelia recurrentis חיידקים גורמים לחום חוזר, מחלה עם הרבה פרקי חום חוזרים ונשנים, שנמצאים בדרך כלל כיום באזורים עם תברואה לקויה או צפיפות יתר, כמו מחנות פליטים. זהו בן דוד רחוק של החיידקים הגורמים כיום למחלת ליים.
רישומים היסטוריים בבריטניה התייחסו לתקופות של 'מחלה מזיעה' או 'קדחת מגיפה' שעלולה להיגרם על ידי ב recurrentis, אולם נתונים מוגבלים פירושו שהסיבה הסבירה להתפרצויות אלה נותרה לא ידועה.
רק שלושה מינים ידועים של חיידקים, כולל ב recurrentisעברו מלהישא בעיקר על ידי קרציות לכינים, ושינוי החומרה הפוטנציאלית של המחלה. עד עכשיו זה לא היה ידוע מתי ב recurrentis עשה את הקפיצה מקרציות לכינים ואיזו השפעה הייתה על העברת המחלות והחומרה אצל בני אדם.
במחקר שפורסם היום ב מַדָעהמדענים רצו את כל הגנום מארבע דגימות של B. recurrentisו החל מלפני 2,300 ל 600 שנה, הדגימות שלהם כוללות את הוותיק ביותר B. recurrentis גנום עד היום. דגימות עתיקות אלה התקבלו משלדי אנשים שנדבקו לפני מאות שנים. ה- DNA הוא צל של החיידקים שהופץ בעבר בדם ונלכד בעצמות ובשיניים.
שיני האנשים הכילו עקבות של B. recurrentis DNA. לשתי דגימות היו כמויות גבוהות יחסית של הפתוגן, מה שמרמז על כך שאנשים אלה מתו מזיהום חמור וחריף, או שה- DNA נשמר במיוחד.
להיות מותאם לכינה האנושית
החוקרים בדקו את ההבדלים בגנום העתיק ובמודרני B. recurrentis כדי למפות כיצד החיידקים השתנו עם הזמן, ומצאו כי המין ככל הנראה התפוגג מבן דודו הקרוב הקרוב ביותר, B. Duttoniiלפני 6,000 עד 4,000 שנה.
הם השוו את B. recurrentis גנום עם B. Duttoniiמציאת שחלק גדול מהגנום אבד במהלך המעבר לקרציות-לאור, אך גם גנים חדשים הושגו לאורך זמן. שינויים גנטיים אלה השפיעו על יכולתו של החיידקים להסתתר ממערכת החיסון וגם לחלוק DNA עם חיידקים שכנים, ומציעים B. recurrentis התמחה לשרוד בתוך הכינה האנושית.
התנאים המושלמים
בהתבסס על גנומים עתיקים ומודרניים אלה, ההתבדלות מאב הקדמון הנגרם על ידי החיידקים התרחשה במהלך המעבר מהתקופה הניאוליתית לתקופת הברונזה המוקדמת. זה היה זמן של שינוי באורח החיים האנושי, כאשר אנשים החלו לבקש בעלי חיים ולחיות בהתנחלויות צפופות יותר. יכול להיות שזה עזר B. recurrentis התפשט מאדם לאדם ביתר קלות.
החוקרים גם מעלים את האפשרות כי פיתוח חקלאות כבשים לצמר בשלב זה עשוי להעניק יתרון לפתוגנים הנישאים בכינה, מכיוון שלמר יש תנאים טובים יותר לכינים להטיל ביצים.
הם מסיקים כי ההתפתחות של B. recurrentis מדגיש כי שילוב של שינויים גנטיים וסביבתיים יכול לעזור לפתוגנים להתפשט ולהדביק אוכלוסיות ביתר קלות.
קדחת חוזרת שנשאה בכיפה היא מחלה מוזנחת עם גנומים מודרניים מוגבלים, ומקשה על חקר המגוון שלה. מוסיפים ארבעה עתיקים B. recurrentis גנום לתמהיל אפשרו לנו ליצור סדרת זמן אבולוציונית ולשפוך אור על האופן בו הגנטיקה של החיידקים השתנו עם הזמן. למרות שיש מגמה לריקבון הגנום כשהוא מסתגל לווקטור הכינה האנושי, הראינו כי ההתפתחות של B. recurrentis היה דינמי עד לפני כאלף שנה, אז נראה דומה לגנום של ימינו. "
פוג'ה סוואלי, עמיתת מחקר ב- UCL, לשעבר סטודנטית לתואר שלישי בקריק וסופר ראשון
פונטוס סקוגלונד, מנהיג הקבוצה במעבדת הגנומיקה העתיקה בקריק, וסופר סניור משותף, אמר: "DNA עתיק יכול לשפר את ההבנה שלנו לגבי מחלות משמעותיות אך הובנו כמו חום חוזר. הבנה כיצד חיידקים כמו כמוB. recurrentisהפך להיות חמור יותר בעבר עשוי לעזור לנו להבין כיצד מחלות יכולות להשתנות בעתיד. נקודות הזמן שזיהינו מציעות כי שינויים בחברות אנושיות כמו חומר בגדים חדש או לחיות בקבוצות גדולות עשויים אפשרו B. recurrentis כדי לקפוץ וקטורים ולהפוך לקטלניים יותר, דוגמה לאופן בו התפתחו פתוגנים ובני אדם. "
לוסי ואן דורפ, מנהיגת קבוצות ב- UCL, וסופרת סניור משותפת, אמרה: "ניתוח גנטי של זיהומים אלה בבני אדם קדומים איפשר לנו לעקוב ישירות כיצד B. recurrentis הלהטט אובדן ורווח של גנים במהלך התפתחותו. יכולתה להתפשט ולגרום למחלות נראית תלויה בהקשר, כאשר ה- DNA העתיק מאפשר לנו לשער על התפקיד החשוב של אינטראקציות והתנהגות אנושיות בעבר ביצירת מצבים התורמים להתפשטות מחלות. דוגמאות נוספות יעזרו לנו לצמצם את האירועים שהובילו למעבר זה לעבר ולמנגנונים הגנטיים שעזרו לחיידקים לשגשג באמצעות כל אחד מהווקטורים. "
