Pest-Evolution: Wie ein Milde Magen-Bug wurde ein weltweit Killer

Der schwarze Tod – die gefürchtete Pest, die im Mittelalter Millionen von Menschen getötet – nur Pandemie-Status erreicht, nachdem die Bakterien, die dazu führen, es dass zwei zentrale Mutationen, erwarb eine neue Studie findet.

Mit dem ersten von diesen Mutationen, alten Bakterienstämme Pest (Yersinia Pestis) gewann die Fähigkeit Lungenpest verursachen – eine respiratorische Form der Krankheit, die leicht ausbreitet, wenn infizierte es um andere Niesen, fanden Forscher.

Nur später die Pest Genom die zweite Mutation erworben hat, die es gab die Möglichkeit, heute bekannt als Beulenpest schnell-Tötung-Krankheit verursachen, veröffentlichten die Forscher in ihrer Studie, sagte heute (30. Juni) online in der Fachzeitschrift Nature Communications.

Aus evolutionärer Sicht Plage ist ein junger Pathogen, nur etwa 5.000 bis 10.000 Jahre alt, sagte Wyndham Lathem, senior-Autor der neuen Studie und Assistant Professor für Mikrobiologie an der Northwestern University Feinberg School of Medicine in Chicago. [Bilder von einem Killer: eine Pest-Galerie]

Heutiger Pest-Bakterien entwickelte sich aus einer älteren Spezies namens Yersinia Pseudotuberculosis. Diese Bakterien sind noch heute, und verursachen milde Darm-Infektionen, Lathem sagte. Die Forscher wollten wissen, wie heute ist Pest-Bakterien, die die Atemwege, entwickelte sich aus diesen älteren, Darm-Infektion Verwandten infizieren erzählte Lathem Leben Wissenschaft.

Die Forscher zwei Genome, sowie der Genome von Ahnen Pest ausgerichtet und fand einen wichtigen Unterschied: die uralte Stämme fehlte das Gen für ein bestimmtes Protein namens PLA Protease.

"Nehmen wir die meisten Vorfahren [Beispiel] bekannt ist, dass zu existieren, und wir geben es das Gen für PLA, es kann plötzlich Lungenpest ununterscheidbar von modernen [y.] Pestis, "sagte Lathem.

Weitere Analysen der Stämme zeigten, dass die Pest erwarb das PLA-gen früher, als die Forscher bisher angenommen hatte, sagte Lathem.

Darüber hinaus fanden die Forscher heraus, dass keine zusätzliche genetischen Veränderungen in Reihenfolge für die Bakterien dazu führen, dass die Lungenpest passieren musste. Obwohl die modernen Sorten weitere genetische Unterschiede von den angestammten Strapazen haben, sagte diese Änderungen sind entbehrlich, was bedeutet, "sie sind irrelevant," er.

Pest-Pandemie

Jedoch eine mehr genetische ändern – eine einzelne Aminosäure-Mutation im PLA-gen — ermöglichte es der Pest Pandemien, führen die Forscher fanden.

Frühere Studien gezeigt hatten, dass diese Aminosäure-Mutation etwas ändert sich die Aktivität von PLA, aber nur im Reagenzglas gearbeitet worden war, sagte Lathem. In der neuen Forschung, die Forscher getestet, ob diese Mutation in der Bakterien Fähigkeit unterschieden, Pest bei Tieren verursachen, sagte Lathem.

Sie fanden, dass die Pest-Bakterien mit der Aminosäure-Änderung hatte die Fähigkeit, die invasive Infektion im Zusammenhang mit Beulenpest heute verursachen. Vor der Aminosäure-Mutation die Bakterien hätte eine viel schwierigere Zeit Einzug in einer Person Blut und eine Körper-weiten Infektion verursachen, sagte der Forscher.

"Es stellt sich heraus, dass die überlieferte Variante des PLA die Fähigkeit der Bakterien reduziert, in die tieferen Gewebe von etwa 100-Mal im Vergleich zu die moderne Variante," sagte Lathem. "Diese Aminosäure-Änderung war notwendig für Yersinia Pestis , moderne Beulenpest zu verursachen." [7 verheerenden Infektionskrankheiten]

Vor der Aminosäure-Änderung kann die Pest lokalisierte Ausbrüche verursacht. Aber mit der neuen Mutation könnte es Menschen an einer schnellen und furiosen Tempo, Pandemien, wodurch die Forscher sagten infizieren.

Unklar ist, wenn die Aminosäure-Änderung passiert, aber es irgendwann vor dem ersten gemeldeten Pest-Pandemie, die des byzantinischen Reiches im 6. Jahrhundert n. Chr. schlug war, sagte Lathem.

Durch das Verständnis der Evolution von Yersinia Pestis, Forscher möglicherweise besser in der Lage, vorherzusagen, wie andere Krankheiten verändern können, sagten die Forscher. Außerdem infiziert Pest noch etwa sieben Menschen jährlich in den Vereinigten Staaten, in der Regel in den semirural Bereichen von New Mexico, Arizona, Colorado und Kalifornien, nach der Centers for Disease Control and Prevention.

"Es immer noch endemisch hier in den Vereinigten Staaten," Lathem sagte. "Es ist immer noch hier draußen in der Wildnis im Umlauf."

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