Геномы Yersinia pestis выявили чуму в Британии 4000 лет назад

Nature Communications, том 14, номер статьи: 2930 (2023) Цитировать эту статью

8835 Доступов

839 Альтметрика

Подробности о метриках

Вымершие линии Yersinia pestis, возбудителя чумы, были идентифицированы у нескольких особей из Евразии за 5000–2500 лет до настоящего времени (BP). Было высказано предположение, что одна из них, названная «линия LNBA» (поздний неолит и бронзовый век), распространилась в Европу вместе с человеческими группами, выходящими из евразийских степей. Здесь мы показываем, что чума LNBA распространилась на северо-западную периферию Европы, путем секвенирования трех геномов Yersinia pestis из Великобритании, все из которых датируются примерно 4000 кал. Два человека были из необычного массового захоронения в Чартерхаусе Уоррене, Сомерсет, и один человек был из одиночного захоронения под памятником из кольцевых пирамид в Левенсе, Камбрия. Насколько нам известно, это самое раннее зарегистрированное на сегодняшний день свидетельство чумы LNBA в Великобритании. Все три генома британской Yersinia pestis принадлежат к сублинии, ранее наблюдавшейся у особей бронзового века из Центральной Европы, утративших предполагаемый фактор вирулентности yapC. Эта подлиния позже была обнаружена в Восточной Азии ~ 3200 кал. л.н. Хотя тяжесть заболевания в настоящее время неясна, широкое географическое распространение в течение нескольких столетий позволяет предположить значительную его заразность.

Yersinia pestis — это зоонозная бактерия, которая может передаваться через укус инфицированной блохи-переносчика, вызывая бубонную или септицемическую чуму, или воздушно-капельным путем при контакте между людьми, вызывая легочную чуму. Анализ древней ДНК выявил Yersinia pestis как возбудителя не только исторических эпидемий, таких как Юстинианова чума1,2,3 и Черная смерть4,5, но также выявил ранее неизвестные доказательства циркуляции Yersinia pestis в доисторические времена; Чума позднего неолита и раннего бронзового века (LNBA) была обнаружена по всей Евразии в период ~ 4700–2800 лет назад (годы до настоящего времени)6,7,8,9,10,11,12. В наиболее часто наблюдаемой линии LNBA отсутствует фактор вирулентности ymt (LNBA ymt-)11,13. Первое известное свидетельство происхождения гена ymt (LNBA ymt+) было обнаружено у особи возрастом около 3800 лет (RT5) из Самары, Россия9 и особи возрастом около 3300 лет (I2470) из Алавы. , Испания11.

Линии LNBA, вероятно, были занесены в Центральную и Западную Европу примерно 4800 лет назад в результате человеческой экспансии, зародившейся в евразийских степях6,14,15, и была выдвинута гипотеза, что эти линии способствовали упадку некоторых европейских обществ позднего неолита6,7. Однако неясно, как далеко чума LNBA распространилась по Европе, причем самое западное обнаружение линии LNBA ymt-линии ранее было выявлено на территории современной южной Германии ~3400 лет назад11. Человеческие перемещения, связанные с расширением культур колокольных кубков, привели к появлению в Британии степных предков и усилили связи с континентальной Европой примерно с 4400 года до нашей эры16, открывая возможность того, что группы бронзового века из северо-западной Европы также подверглись влиянию линий LNBA Yersinia pestis, хотя непосредственно этого до сих пор не наблюдалось.

Здесь мы показываем доказательства заражения LNBA Yersinia pestis из двух мест из разных регионов Великобритании, что позволяет предположить, что эта линия могла быть широко распространена по всей Британии после экспансии на запад популяций, ведущих свое происхождение от евразийских степей. Линия LNBA Yersinia pestis, обнаруженная в Великобритании, принадлежит к кладе, геном которой претерпел большие потери, включая предполагаемый фактор вирулентности yapC.

Мы отобрали 34 особи из двух мест британского периода ранней бронзы — Чартерхаус-Уоррен и Левенс-Парк — для выявления присутствия LNBA Yersinia pestis в Британии. Мы взяли образцы зубов в условиях «чистой комнаты» древней ДНК и подготовили библиотеки одноцепочечных ДНК с двойным индексом, которые мы проверили с помощью от 1,8 до 7,3 миллионов считываний парных концов каждая (Методы). Мы провели метагеномный анализ на Kraken 217 и идентифицировали особей со значительным избытком k-меров, соответствующих Yersinia pestis, по сравнению с близкородственным видом Yersinia pseudotuberculosis (Методы). В результате этого анализа были выявлены два человека (C10091/1233b и C10098/6265) из 30, прошедших скрининг на ДНК патогена с фермы Чартерхаус Уоррен в Сомерсете, Великобритания (дополнительную контекстуальную информацию см. в разделе «Методы»). Это место представляет собой массовое захоронение разрозненных человеческих останков, которые, вероятно, были захоронены вместе в результате одного события в естественной шахте. Два образца зубов были взяты у детей в возрасте 12 ± 3 лет и 10 ± 3 года соответственно. Нижняя челюсть, связанная с зубом C10098 (ребенок 6265/10 лет), была датирована прямым радиоуглеродным методом до 4145–3910 кал. BP (достоверность 95,4%; OxA-37840: 3685 ± 30 BP, откалибровано в OxCal v4.418 с использованием IntCal2019). ), что согласуется с двумя ранее опубликованными радиоуглеродными датами человеческих костей из этого комплекса20. Можно предположить, что другой человек имел аналогичную дату.