Ученые-генетики извлекли и провели полногеномное секвенирование ДНК из зубного дентина людей, населявших территорию Ярославской области примерно 4,5 тысячи лет назад. Полученные данные позволили впервые обнаружить наличие следов опасного возбудителя — бактерии Streptococcus pneumoniae. Исследование проводилось в сотрудничестве с Московским физико-техническим института, Института археологии РАН, Института этнологии и антропологии им. Н.Н. Миклухо-Маклая РАН из Москвы и Института трансляционной биомедицины из Санкт-Петербурга. Результаты опубликованы в журнале Stratum plus . Новое открытие свидетельствует о том, что пневмококковая инфекция была распространена среди населения Русской равнины еще в эпоху бронзы.
Современные методы полногеномного секвенирования и сложный биоинформатический анализ позволили провести данное исследование. Материалом для него послужили образцы из Волосово-Даниловского могильника, относящегося к фатьяновской культуре. Для анализа ученые использовали зубы четверых взрослых мужчин, захороненных в возрасте от 3,9 до 4,6 тысяч лет. Метагеномный анализ, проведенный во всех четырёх случаях, показал наличие фрагментов ДНК пневмококка.
«При обработке образцов в виде порошка, полученных из археологических зубов, а также при выделении ДНК и создании геномных библиотек, был использован новый метод: все этапы проводились в герметичных перчаточных боксах, где поддерживалась атмосфера азота высокой степени очистки. Такой подход позволил добиться широкого охвата генома и высокой глубины его анализа при проведении высокопроизводительного параллельного секвенирования библиотек ДНК. В частности, в результате работы была обнаружена ДНК бактерий, что представляется нам весьма перспективной находкой, открывающей новые возможности для изучения палеопатогенов. Streptococcus pneumoniae мог бессимптомно находиться в дыхательных путях, однако при снижении иммунитета приводить к развитию пневмонии, отита и других инфекций, нередко заканчивающихся летальным исходом в период, предшествующий открытию антибиотиков », — рассказал один из авторов исследования, заведующий лабораторией исторической генетики, радиоуглеродного анализа и прикладной физики МФТИ Харис Мустафин.
Нахождение патогена в столь старинных артефактах – крайне необычное явление. Генетический материал бактерий сохраняется гораздо менее стойко, чем человеческий, и вероятность заражения образцов современными микроорганизмами очень велика. Ранее самым ранним доказательством существования пневмококка являлась находка в куске березовой смолы из Дании эпохи неолита (около 5,7 тысяч лет назад). Обнаружение патогена в образцах бронзового века на Русской равнине является первым прямым доказательством его циркуляции в Восточной Европе в этот период. Учёные предполагают, что это может быть связано с тесным контактом людей с одомашненными животными.
«Существует предположение, что в климатической зоне Русской равнины в эпоху бронзы, период, представленный фатьяновской культурой, тесный контакт человека с одомашненными животными был обусловлен необходимостью размещения скота в жилище или рядом с ним в холодное время года. В таких условиях возникали условия для заражения людей бактериальными инфекциями, характерными для одомашненных животных », — пояснил Харис Мустафин.
Генетические исследования, проведенные одновременно, подтвердили родство фатьяновцев с носителями культур шнуровой керамики и колоколовидных кубков, распространенных в Центральной Европе. Кроме того, установлено их соответствие представителям синташтинской культуры, существовавшей на Южном Урале – важном центре металлургии бронзового века, где впервые были созданы колесницы.
В дальнейшем планируется продолжить изучение палеопопуляций Евразии с целью выявления других возбудителей болезней и определения фактического воздействия инфекционных заболеваний на продолжительность жизни и смертность древних людей.
Информация предоставлена пресс-службой МФТИ