Две старые новости о следах болезней наших предков в наших генотипах

Наши предки отмучились за нас

Недавние исследования прионов (инфекционных белковых агентов) заставили предположить, что многие из нас являются потомками каннибалов.

Прионы — измененная форма белка нервных клеток Prp. От нормальных белков они отличаются лишь конформацией — способом сворачивания молекулы. Изредка (у одного человека на миллион) белок Prp может превращаться в прион. Взаимодействуя с аналогичным нормальным белком, прион индуцирует его переход в патологическую конформацию. Поскольку нервной клетке не хватает белков Prp, она увеличивает их производство, а те трансформируются в прионы и откладываются в виде бляшек. В итоге нервные клетки гибнут, а мозговая ткань становится губчатой, что приводит к смерти. У коров такую губчатую энцефалопатию называют коровьим бешенством, у овец — скрепи, у людей — болезнью Крайцфельда-Якоба.

Конформация прионов так устойчива, что, попав в пищу, они почти не разрушаются, а затем могут оказаться в клетках, производящих белок Prp, и запустить там цепную реакцию прионизации. Ясно, что наилучшие условия для передачи прионов должны создаваться у видов-каннибалов, где цепочки поедающих друг друга особей могут иметь неограниченную длину. Тем не менее у видов, для которых типичен каннибализм, прионы не известны — они уже прошли отбор на способность поедать любых жертв и имеют устойчивые к прионизации молекулы белка Prp. Итак, жертвами прионов могут оказаться «неопытные» каннибалы (массово) или питающиеся больными животными хищники (изредка).

Для человека передача прионовых инфекций была впервые описана на примере новогвинейского племени Форе. Женщины этого племени восполняли недостаток белка в рационе, поедая умерших родственников, и заражались прионовой болезнью куру. А коровье бешенство распространилось оттого, что человек сделал коров каннибалами, добавляя в корм костную муку (обработанные отходы разделки туш и павших животных). Распространение коровьего бешенства в Западной Европе пришлось на период развала животноводства на постсоветском пространстве. Получается, те, кто ел тогда колбасу из импортного сырья, могли получить с пищей и прионы. Некоторое время назад звучали оценки, что чуть ли не треть наших сограждан поражены болезнью Крайцфельда-Якоба. К счастью, эти оценки не оправдались, поскольку делались с учетом того, что человеку (как и корове) каннибализм не свойствен.

Недавно же международный коллектив, ядро которого составляли английские исследователи, изучил новогвинейских людоедок, которые ели соплеменников, умерших от куру, и не заразились (сейчас этим женщинам за пятьдесят). Оказалось, что для них характерен определенный вариант гена Prp, (распространенный и в Европе): видимо, для этой формы белка Prp превращение в прион затруднено. В Новой Гвинее каннибализм был мощным фактором отбора, сохранявшим преимущественно устойчивую форму белка. Но почему она распространена и в других регионах? Вероятно, все популяции людей когда-то страдали от эпидемий прионовых инфекций, вызванных каннибализмом.

Таким образом, мы имеем сразу две новости. Плохая: наши предки были каннибалами. Хорошая: благодаря этому нам не особенно страшны эпидемии прионовых болезней.

 

Следы «черной смерти»

Наши свойства не случайны: они закономерный результат нашего прошлого. Еще одно подтверждение этой мысли дает анализ устойчивости человеческого организма к ВИЧ, возбудителю СПИДа.

Несколько лет назад был описан генотип людей, которые могут не бояться «чумы XX века». Проникновение вируса в иммунную клетку связано с его взаимодействием с поверхностным рецептором: белком CCR5. Делеция (утеря участка) CCR5-дельта32 приводит к невосприимчивости ее носителя к СПИДу. Предполагается, что эта мутация возникла примерно две с половиной тысячи лет назад (во времена Сократа) и со временем распространилась по Европе.

Однако какой-то фактор способствовал распространению этой мутации. Вероятно, это были вирусные эпидемии, уносившие в те времена значительную часть населения Европы. Средневековая болезнь, которую называли чумой (или «черной смертью»), отличалась от современной бубонной чумы, болезни, вызываемой бактериями. Это убедительно доказано исследованиями останков умерших от «черной смерти»: в них не сохранилось ДНК возбудителя чумы, Yersinia pestis. Да и косит бубонная чума людей не столь безжалостно, как вирусная «черная смерть» (которую правильнее называть геморрагической лихорадкой). Как видно из графика, описывающего изменение численности населения Европы на протяжении восьми веков, самая страшная из эпидемий «черной смерти» в 1347 году унесла 40% жителей (обратите внимание на логарифмический масштаб шкалы ординат — численности населения).

Специалисты Ливерпульского университета изучили распространение устойчивости к СПИДу на территории Европы с помощью демографического моделирования и пришли к выводу, что оно определяется эпидемиями «черной смерти». Вероятно, возбудитель средневековой геморрагической лихорадки тоже использовал белок CCR5 для входа в клетки. В среднем к СПИДу устойчиво 10% европейцев, однако, например, в Скандинавии, вследствие эпидемии «черной смерти» 1711 года, эта доля достигает 14–15%. У финнов и русских доля устойчивых людей еще выше — 16%, а в Сардинии скажем — всего 4%.

В какой-то степени поднимали частоту встречаемости счастливого гена и эпидемии оспы, «красной смерти». Клетки людей, привитых в детстве от оспы (а такие прививки делали до 1977 года), вчетверо устойчивее к ВИЧ, чем клетки непривитых. Увы, в этом случае эффект выражается лишь в меньшей вероятности заболеть, а невосприимчивости к СПИДу он не дает. Вероятно, делеция CCR5-дельта32 не полностью защищала от оспы, но повышала сопротивляемость организма, что тоже способствовало выживанию носителей интересующего нас гена.

Получается, что мор 1347 года обернулся защитой от СПИДа для десятков миллионов наших современников.

 

---

Д. Шабанов. Наши предки отмучились за нас // Компьютерра, М., 2004. – № 23 (547). – С. 17
Д. Шабанов. Следы «черной смерти» // Компьютерра, М., 2005. – № 11 (583). – С. 14–15