Вызывающая чуму бактерия Yersinia pestis мутировала из относительно безвредного микроорганизма около 10 тысяч лет назад. Замена всего одной «буквы» (аминокислоты) в одном гене наделило микроб способностью вызывать мощнейшее воспаление и смерть клеток легочной ткани. К таким выводам пришли авторы статьи, опубликованной в журнале Nature Communications.

Уиндхем Лэтем (Wyndham Lathem) и его коллеги сравнивали древние штаммы Yersinia pestis и геном ее вероятного предка. Оказалось, что обитающая в почве Yersinia pseudotuberculosis (псевдотуберкулезная палочка), вызывающая легкое заболевание желудочно-кишечного тракта, примерно 10 тысяч лет назад приобрела несколько генов, позволивших ей проникать в легкие человека.

Затем в ключевом гене Pla произошла замена одной аминокислоты, в результате чего чумная палочка смогла с повышенной силой разлагать белковые молекулы в легких и размножаться по всему организму через лимфатическую систему (так образуются «бубоны»). Кроме того, эта мутация помогла бактерии быстро передаваться от одного человека к другому.

Исследователи подозревают, что ген Pla чумная палочка позаимствовала у другого микроба в результате горизонтального обмена генами. В результате такой случайной мутации уже через несколько поколений микроб Yersinia pestis превратился в смертельно опасную бациллу, вызвавшую крупнейшие пандемии Средневековья — Юстинианову чуму и Черную смерть.

«Наши данные говорят о том, что приобретение и последующая мутация гена Pla создали условия для быстро эволюционирующих штаммов болезнетворной бактерии. Можно увидеть, как новые опасные болезни, передающиеся воздушно-капельным путем, могут возникать в результате мельчайших генетических изменений», — подытожил Лэтем.