В журнале Science опубликована статья, авторы которой прочитали геном бактерий, обитавших в пищеварительной системе знаменитого «ледяного человека» Эци (Ötzi), тело которого было найдено в 1991 году в альпийском леднике. Как оказалось, древний штамм бактерий был азиатского происхождения.
Эци, получивший неофициальное имя по названию долины Эцталь, близ которой он был найден, жил приблизительно 5300 лет назад. Благодаря высокой сохранности его останков ученым за прошедшие годы удалось узнать немало о его происхождении, состоянии здоровья, условиях жизни и обстоятельствах гибели.
На этот раз группа исследователей из Европейской академии в Больцано (Италия) совместно с коллегами из Австрии, Германии, Швеции и США изучили 12 образцов ткани и содержимого кишечника Эци. Им удалось выделить достаточно фрагментов бактериальной ДНК, чтобы секвенировать геном бактерии Helicobacter pylori, обитавших в пищеварительной системе ледяного человека.
Бактерия Helicobacter pylori обычно живет на слизистой оболочке в задней части желудка у входа в двенадцатиперствую кишку – так называемом привратнике желудка. Она, возможно, самый распространенный бактериальный патоген человека, так как встречается у примерно половины жителей Земли. Но 80 – 90 % людей, имеющих в своих желудках эту бактерию, не испытывают никаких отрицательных последствий ее деятельности. У тех же, кому не так повезло, Helicobacter pylori вызывает хронический гастрит и язву желудка. В 2005 году австрийские ученые Робин Уоррен и Барри Маршалл получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за доказательство связи язвы желудка и гастрита с этой бактерией.
Изучив разнообразные штаммы этой бактерии, ученые выяснили, что она связала свою жизнь с человеком 60 или даже 100 тысяч лет назад. Сейчас насчитывают семь основных штаммов бактерии, которые называют «прототипами»: европейский (Европа, Ближний Восток, Индия и Иран), северо-восточный африканский, первый африканский (Западная и Южная Африка), второй африканский (Южная Африка), второй азиатский (Северная Индия и отдельные популяции в Бангладеш, Таиланде и Малайзии), сахульский (у аборигенов Австралии и Новой Гвинеи) и восточноазиатский. Последний прототип подразделяется на три ветви: собственно восточноазиатскую, маорийскую (у аборигенов острова Тайвань, меланезийцев и полинезийцев) и америндскую (у коренных жителей Северной и Южной Америки).
Исследование 2007 года показало, что генетическое разнообразие Helicobacter pylori уменьшается с удалением от Восточной Африки, где, как считают ученые, возник современный человек. Видимо, встреча человека с бактерией произошла там же. В дальнейшем Helicobacter pylori распространялась по континентам вместе с людьми. Поэтому генетическая история бактерии отражает направления миграций человека. Например, хотя популяция Helicobacter pylori в Америке происходит от восточноазиатской ветви, что связано с заселением американского континента из северо-восточной Азии, в генах американских бактерий обнаружены и следы более позднего проникновения африканских штаммов, вызванное завозом рабов из Африки в XV – XVIII веках.
Европейский вариант генома Helicobacter pylori (hpEurope) имеет общие черты с африканскими и азиатскими родственниками. Считается, что он возник около 10 тысяч лет назад при переселении людей в Европу через Ближний Восток. Какие-то особо невезучие индивиды были инфицированы одновременно африканским и азиатским штаммом бактерии, которые гибридизировались в новый тип, распространившийся потом по Европе. Данную теорию и должно было проверить исследование бактериальной ДНК из желудка Эци.
Однако результат оказался неожиданным. Бактерии, жившие в Эци, не имели ничего общего с африканским штаммом, зато демонстрировали большую близость со вторым азиатским типом (hpAsia2). При этом, как отмечает ведущий автор исследования Франк Майкснер (Frank Maixner), современный европейский штамм содержит значительно больше ДНК африканского типа.
Франк Майкснер предполагает, что такие генетические данные можно объяснить следующим сценарием заселения Европы. Первые земледельцы Европы, такие как Эци, получили свой штамм Helicobacter pylori в Азии, до миграции в Европу. Затем, уже позже эпохи жизни Эци, в Европу прибыла другая волна переселенцев, которая принесла с собой африканский штамм. И уже на месте два штамма смешались, создав нынешний европейский вариант.
Подобное наблюдение важно не только для уточнения истории миграций, но и тем, что показывает нам, насколько быстро Helicobacter pylori может изменяться, приспосабливаясь к новым условиям. Многие генетические черты, которые ученые раньше считали древнейшими, как теперь выяснилось, возникли совсем недавно. Также открытие показывает, что для появления новых бактерий на континенте вовсе не нужна многочисленная волна мигрантов. Видимо, африканская линия была принесена в Европу небольшой группой людей, а в дальнейшем гибридный штамм бактерии, оказавшийся высоко адаптивным, быстро распространился по Европе. Причина такого быстрого распространения остается неясной. Возможно, оно было связано с изменением рациона, распространением сельского хозяйства, большей скученностью населения в появившихся городах или ухудшением положения с санитарией и гигиеной в городских поселениях по сравнению с сельскими.
Ученые также выяснили, что Эци, которому было чуть больше сорока лет, был заражен Helicobacter pylori достаточно долго, так что в его организме уже появились признаки патологического воздействия бактерии. В тканях его желудка были обнаружены 22 белка, связанных с воспалительным процессом. Ныне такие белки отмечаются в организме пациентов, инфицированных Helicobacter pylori. Возможно, у Эци уже имелись гастрит или язва. Однако болезнь Эци была еще не слишком сильной, чтобы помешать ему нормально и даже обильно питаться. В его желудке находилось мясо альпийского горного козла (Capra ibex), съеденное за некоторое время до смерти. Как отмечает Майкснер, ел Эци довольно много.
Один из авторов работы палеопатолог Альберт Цинк (Albert Zink) сообщил, что ученые планируют провести ряд новых исследований, чтобы определить, как бактерии, живущие внутри человеческого тела, могут помочь нам понять пути распространения человечества. Цинк и его коллеги в данный момент планируют ряд исследовательских проектов в Азии и Южной Америке.
