Meine Merkliste
my.bionity.com  
Login  

Bislang ältestes Genom der Beulenpest entschlüsselt

Hochgefährlicher Pesterreger rund 1000 Jahre älter als bisher bekannt

11.06.2018

Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Menschheitsgeschichte in Jena hat zwei 3800 Jahre alte Yersinia pestis-Genome rekonstruiert, die auf eine bronzezeitliche Entstehung der Beulenpest hindeuten. Der jetzt identifizierte Stamm wurde in zwei Skeletten aus einer Doppelbestattung in der Region Samara im heutigen Russland entdeckt. Er ist der bislang älteste bekannte Stamm, der die Gene aufweist, die für die Beulenpest als charakteristisch gelten. Und er ist Vorfahre der heutigen Stämme, welche die Justinianische Pest, den Schwarzen Tod und die Pestepidemien des 19. Jahrhunderts in China auslösten.

Die durch das Bakterium Yersinia pestis verursachte Pest, war Ursache einiger der tödlichsten Pandemien in der Menschheitsgeschichte, einschließlich der Justinianischen Pest, des Schwarzen Todes im mittelalterlichen Europa und der großen Epidemien, die Ende des 19. Jahrhunderts durch China und später den Rest der Welt fegten. Die Krankheit bedroht weiterhin Bevölkerungsgruppen auf der ganzen Welt, so kam es in Madagaskar im letzten Jahr zu einem Pestausbruch mit mehreren tausend Erkrankten. Trotz ihrer historischen und gegenwärtigen Bedeutung sind Ursprung und Alter der Krankheit noch unzureichend erforscht. Insbesondere ist ungeklärt, wann und wo Yersinia pestis die Gene erwarb, die es dem Erreger erlauben, Flöhe als Überträger zu nutzen.

Jüngste Untersuchungen von Yersinia pestis-Genomen früherer Epochen haben eine ausgestorbene Variante des Erregers identifiziert und auf das späte Neolithikum und die frühe Bronzezeit datiert. Dessen Genome weisen jedoch nicht die genetischen Merkmale auf, welche den Pesterreger besonders effizient machen - nämlich die Fähigkeit, in Flöhen zu überleben, was den Hauptübertragungsweg der Krankheit auf Menschen und andere Säugetiere darstellt. Ziel der jetzt in Nature Communications veröffentlichten Studie war es deshalb, weitere Yersinia pestis-Genome aus diesen Epochen zu analysieren, um herauszufinden, wann und wo diese entscheidenden Anpassungen stattfanden.

Pesterreger aus 3800 Jahre alter Doppelbestattung

In der Studie wurden insgesamt neun Skelette aus Gräbern einer Ausgrabungsstätte im heutigen Russland analysiert. Zwei der untersuchten Individuen waren zum Zeitpunkt ihres Todes mit Yersinia pestis infiziert. Beide wurden vor etwa 3800 Jahren gemeinsam in einem einzigen Grab bestattet. Die Analyse der DNA zeigte, dass die Individuen wahrscheinlich der Srubnaya-Kultur angehörten, was mit den archäologischen Befunden übereinstimmt. „Beide Individuen waren mit dem gleichen Stamm von Yersinia pestis infiziert“, erklärt Kirsten Bos vom Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte, „und dieser Stamm weist alle genetischen Komponenten auf, die für die Beulenpest als charakteristisch gelten. Die Pest mit dem Ansteckungspotenzial, das wir heute kennen, gibt es demnach bereits viel länger, als wir bislang dachten. "

Mit Hilfe von Daten, die bei früheren Sequenzierungen von Yersinia pestis-Stämmen gewonnen wurden, berechnete das Forschungsteam das Alter der neu identifizierten Abstammungslinie auf etwa 4000 Jahre. Damit tauchte die Beulenpest 1000 Jahre früher auf als bisher bekannt. „Die Linie, die unsere Yersinia pestis-Isolate hervorbrachten, verfügte über alle notwendigen genetischen Eigenschaften für die effiziente Übertragung von Pest bei Nagetieren, Menschen und anderen Säugetieren“, erklärt Erstautorin Maria Spyrou vom Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte.

Frühe Entwicklungsstadien des gefährlichen Bakteriums

Obwohl frühere Studien eine einzige Linie von Yersinia pestis während der Bronzezeit in ganz Eurasien nachgewiesen haben, legt die aktuelle Studie nahe, dass mindestens zwei Pestlinien gleichzeitig zirkulierten und dass sie möglicherweise verschiedenes Übertragungs- und Ansteckungspotential besaßen. „Ob die Abstammungslinien in den menschlichen Populationen gleichermaßen verbreitet waren und inwieweit menschliche Aktivitäten zu ihrer Verbreitung beigetragen haben, sind Fragen, die weiter untersucht werden müssen“, erklärt Studienleiter Johannes Krause vom Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte. „Weitere Pestgenome der Bronzezeit und der Eisenzeit könnten helfen, Schlüsselereignisse aufzuzeigen, die zur Ausbreitung eines der berüchtigtsten Krankheitserreger der Menschheit beigetragen haben."

Originalveröffentlichung:

Maria A. Spyrou, Rezeda I. Tukhbatova, Chuan-Chao Wang, Aida Andrades Valtueña, Aditya K. Lankapalli, Vitaly V. Kondrashin, Victor A. Tsybin, Aleksandr Khokhlov, Denise Kühnert, Alexander Herbig, Kirsten I. Bos and Johannes Krause; "Analysis of 3,800-year-old Yersinia pestis genomes suggests Bronze Age origin for bubonic plague"; Nature Communications; 2018

Fakten, Hintergründe, Dossiers
Mehr über Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte
  • News

    Erste historische Syphilis-Genome entziffert

    Ein internationales Team mit Forschern des Max-Planck-Instituts für Menschheitsgeschichte in Jena hat die bisher ältesten Genome des Bakteriums Treponema pallidum entdeckt, das Syphilis verursacht. Zuvor hatte man es für unmöglich gehalten, das Bakterium aus alten Proben zu bergen. Der Fund ... mehr

    Alte DNA wirft neues Licht auf Neandertaler-Evolution

    Die mitochondriale DNA aus dem Oberschenkelknochen eines Neandertalers trägt dazu bei, die komplizierte Beziehung zwischen modernen Menschen und Neandertalern zu klären. Die genetischen Daten, die von einem Forschungsteam unter Federführung des Max-Planck-Instituts für Menschheitsgeschichte ... mehr

    Forscher entschlüsseln erstmals Genome ägyptischer Mumien

    Einem internationalen Forschungsteam unter Federführung der Universität Tübingen und des Max-Planck-Instituts für Menschheitsgeschichte in Jena ist es erstmals gelungen, das komplette Erbgut ägyptischer Mumien zu entschlüsseln. Die in Nature Communications veröffentlichte Studie zeigt: Währ ... mehr

  • Forschungsinstitute

    Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte

    Das Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte hat sich zum Ziel gesetzt, die Geschichte der Menschheit unter Verwendung modernster analytischer und genetischer Methoden umfassend zu erforschen. Um grundlegende Fragen zur biologischen und kulturellen Entwicklung des Menschen von der Stei ... mehr

Mehr über Max-Planck-Gesellschaft
  • News

    Bakterien statt Versuchstiere

    Dirk Görlich und Tino Pleiner vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen erhalten den Tierschutzforschungspreis des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft. Den beiden Wissenschaftlern ist es gelungen, sogenannte sekundäre Nanobodies zu entwickeln. Diese kö ... mehr

    Dem Ursprung des Lebens auf der Spur

    Wie das Leben aus unbelebten Stoffen vor mehr als 3,5 Milliarden Jahren auf der Erde entstand, ist eine der grundlegendsten und noch unbeantworteten wissenschaftlichen Fragen. Eine der existierenden Hypothesen, die RNA-Welt-Hypothese, geht davon aus, dass RNA-Biomoleküle zu der Zeit als das ... mehr

    Eizelle sucht Spermium

    Durch eine geschickte Partnerwahl können Tiere den zukünftigen Erfolg ihrer Nachkommen erhöhen. Bei einigen Arten ist diese selbst nach dem Geschlechtsakt noch nicht zu Ende: Forscher des Max-Planck-Instituts für Evolutionsbiologie in Plön haben an Stichlingen herausgefunden, dass die Eizel ... mehr

  • Videos

    Epigenetics - packaging artists in the cell

    Methyl attachments to histone proteins determine the degree of packing of the DNA molecule. They thereby determine whether a gene can be read or not. In this way, environment can influence the traits of an organism over generations. mehr

    Biomaterials - patent solutions from nature

    Animals and plants can produce amazing materials such as spider webs, wood or bone using only a few raw materials available. How do they achieve this? And what can engineers learn from them? mehr

    Chaperone - Faltungshelfer in der Zelle

    In der Zelle geht es manchmal zu wie beim Brezelbacken: Damit ein Protein richtig funktionieren kann muss seine Aminosäurekette in die richtige Form gebracht werden. Franz-Ulrich Hartl erforscht, wie die sogenannten Chaperone als Faltungshelfer der Proteine wirken. mehr

  • Forschungsinstitute

    Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

    Max-Planck-Institute betreiben Grundlagenforschung in den Natur-, Bio-, Geistes- und Sozialwissenschaften im Dienste der Allgemeinheit. Die Max-Planck-Gesellschaft greift insbesondere neue, besonders innovative Forschungsrichtungen auf, die an den Universitäten in Deutschland noch keinen od ... mehr

Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.