Международная группа, возглавляемая исследователями из Института истории человечества им. Макса Планка (MPI-SHH), Гарвардского университета и Мексиканского национального института антропологии и истории (INAH), использовала древнюю ДНК и новая программа обработки данных для выявления возможной причины эпидемии колониальной эпохи в Мексике. Многие крупномасштабные эпидемии распространились по Новому Свету в 16 веке, но их биологические причины трудно определить на основе симптомов, описанных в исторических отчетах того времени. В этом исследовании, опубликованном в журнале Nature Ecology and Evolution, ученые использовали новые методы исследования древней ДНК для идентификации Salmonella enterica Paratyphi C, патогена, вызывающего брюшной тиф, в скелетах жертв эпидемии коколизтли 1545-1550 годов в Мексике.
После контакта с европейцами десятки эпидемий прокатились по Америке, опустошив население Нового Света. Хотя было зарегистрировано много сообщений об этих эпидемиях из первых рук, в большинстве случаев исследователям было трудно, если не невозможно, окончательно определить их причины, основываясь только на исторических описаниях их симптомов. В некоторых случаях, например, симптомы, вызванные заражением различными бактериями или вирусами, могут быть очень похожими, или симптомы, проявляемые некоторыми заболеваниями, могут измениться за последние 500 лет. Следовательно, исследователи надеялись, что достижения в области анализа древней ДНК и других подобных подходов могут обеспечить прорыв в выявлении неизвестных причин прошлых эпидемий.
Первое прямое свидетельство одной из потенциальных причин эпидемии коколизтли 1545-1550 гг
Из всех колониальных эпидемий Нового Света неопознанная эпидемия "коколизтли" 1545-1550 годов была одной из самых разрушительных, поразив большую часть Мексики и Гватемалы, включая миштекский город Тепосколула-Юкундаа, расположенный в Оахаке, Мексика.. Археологические раскопки на этом месте обнаружили единственное известное на сегодняшний день кладбище, связанное с этой конкретной вспышкой. «Учитывая исторический и археологический контекст Тепосколула-Юкундаа, это предоставило нам уникальную возможность ответить на вопрос о неизвестных микробных причинах этой эпидемии», - объясняет Ошильд Дж. Вогене из MPI-SHH, соавтор первого исследования. изучение. После эпидемии город Тепосколула-Юкундаа был перенесен с вершины горы в соседнюю долину, оставив эпидемическое кладбище практически нетронутым до недавних археологических раскопок. Эти обстоятельства сделали Тепосколула-Юкундаа идеальным местом для проверки нового метода поиска прямых доказательств причины заболевания.
Ученые проанализировали древнюю ДНК, извлеченную из 29 скелетов, раскопанных на этом участке, и использовали новую вычислительную программу для характеристики древней бактериальной ДНК. Этот метод позволил ученым искать всю бактериальную ДНК, присутствующую в их образцах, без необходимости заранее указывать конкретную цель. Этот метод скрининга выявил многообещающие доказательства следов ДНК S. enterica в 10 их образцах. После этого первоначального открытия был применен метод обогащения ДНК, специально разработанный для этого исследования. Благодаря этому ученые смогли реконструировать полные геномы S. enterica, и было обнаружено, что у 10 особей содержится подвид S. enterica, вызывающий кишечную лихорадку. Ученые впервые получили молекулярные доказательства микробной инфекции от этой бактерии, используя древний материал из Нового Света. Брюшной тиф, наиболее известной разновидностью которого сегодня является брюшной тиф, вызывает сильную лихорадку, обезвоживание и желудочно-кишечные осложнения. Сегодня это заболевание считается серьезной угрозой для здоровья во всем мире, поскольку только в 2000 году оно вызвало около 27 миллионов заболеваний. Однако мало что известно о его серьезности в прошлом или распространенности во всем мире.
Новый инструмент для обнаружения болезней в прошлом
«Ключевым результатом этого исследования является то, что нам удалось восстановить информацию о микробной инфекции, которая циркулировала в этой популяции, и нам не нужно было заранее указывать конкретную цель», - объясняет Александр Хербиг, также MPI-SHH и соавтор исследования. В прошлом ученые обычно нацеливались на конкретный патоген или небольшой набор патогенов, для которых у них были предварительные показания.
«Этот новый подход позволяет нам широко искать на уровне генома все, что может присутствовать», - добавил Йоханнес Краузе, директор отдела археогенетики MPI-SHH и последний автор исследования. Кирстен Бос, также из MPI-SHH, добавляет: «Это важное достижение в методах, доступных нам как исследователям древних болезней - теперь мы можем искать молекулярные следы многих инфекционных агентов в археологических записях, что особенно относится к типичным случаям, когда причина болезни неизвестна априори."