Холера оказалась двигателем человеческой эволюции

Изучая генетический профиль населения дельты Ганга (Индия, Бангладеш) - территории, являющейся исторической и географической «родиной» холеры - ученые Гарвардского университета обнаружили, что более чем тысячелетний постоянный контакт с возбудителем заболевания повлек за собой значительные изменения в человеческом геноме, сделав большую часть местной популяции фактически неуязвимой для этого заболевания. Таким образом, холера явилась двигателем процесса эволюции, что еще раз подтверждает, что он продолжается и в современной истории человечества, причем ключевую роль в нем играют инфекционные заболевания, считают авторы работы, опубликованной в журнале Science Translational Medicine.

Предположить, что холерный вибрион явился драйвером эволюционных изменений и повлиял на генетический профиль популяции региона, авторов заставил тот факт, что к 15-летнему возрасту примерно половина местных детей оказывается инфицированной, однако либо не заболевает совсем, либо переносит болезнь в легкой или средней степени тяжести. То же относится и ко многим взрослым жителям дельты Ганга.

Авторы провели сравнительный анализ ДНК членов 36 бангладешских семей и жителей северо-запада Европы, Западной Африки и Восточной Азии. При этом исследовались специфические участки генома, находящиеся под влиянием естественного отбора. Было установлено, что естественный отбор повлиял на 305 таких регионов в геномах жителей Бангладеш. Генетический анализ тех их них, кто заболел холерой, и тех, кто остался здоров, несмотря на прямой контакт с больными, показал, что последние являются носителями вариантов последовательностей ДНК, находящихся внутри этих 305 регионов, что указывает на выраженный эффект, оказываемый на геном со стороны естественного отбора, отмечают авторы.

Было выделено три пула генов, строго ассоциированных с устойчивостью к заболеванию холерой. Первый из них кодирует калиевые каналы, высвобождающие хлорид-ионы в кишечнике. Как пояснили авторы, вовлеченность этих генов объясняется тем, что действие выделяемых холерным вибрионом токсинов побуждает калиевые каналы высвобождать чрезмерный объем хлорид-ионов, что ведет к одному из основных симптомов холеры, диарее.

Второй и третий пул генов связаны с врожденным иммунитетом - регулируют секрецию белка NF-kB, биомаркера иммунного ответа на холерный вибрион, и контролируют активность инфламмасомы - особого белкового комплекса в макрофагах и нейтрофилах, который приводит к запуску воспалительной реакции при контакте клетки с микроорганизмами.

Хотя результаты исследования и не приведут к новым способам терапии холеры, понимание того, как именно возбудитель заболевания воздействует на человеческий геном, может помочь в разработке более эффективных методов профилактики, считают авторы.

Ранее пример того, как именно инфекционные заболевания могут быть двигателями эволюции человека, был обнаружен на примере малярии и населения Африки, у которого был найден генетический вариант, затрагивающий серповидные эритроциты и обеспечивающий резистентность к болезни.