Сельское хозяйство, сибирская язва и расселение Homo sapiens (Patron’s choice)

Патрон: Александр Демидов

Господь поразит поражением великим народ твой и сыновей твоих, и жён твоих, и все имущество твоё, тебя же самого — болезнью сильною, болезнью внутренностей твоих до того, что будут выпадать внутренности твои от болезни со дня на день.
2-я книга Паралипоменон 21 глава

Bacillus anthracis, возбудитель сибирской язвы (anthrax) — зоонозный патоген, который обитает преимущественно у жвачных животных (ruminants). В экологическом и эволюционном планах он примечателен тем, что с его помощью можно проследить паттерны расселения Homo sapiens из Тропической Африки (Sub-Saharan Africa) на территории Среднего Востока и Европы ~3000–6000 лет назад в середине Голоцена. «Совместное проживание» патогена с человеком предположительно коррелирует с неолитическими сельскохозяйственными практиками (земледелие и животноводство), и последующей адаптацией людей к этому «соседу».

Как токсины сибирской язвы вызывают патологию. Полностью вирулентные B. anthracis производят антифагоцитарную капсулу, а также токсины. Защитный антиген (Protective Antigene, PA) токсина сибирской язвы связывается с рецептором токсина сибирской язвы (Anthrax Toxine Receptor, ATP) на поверхности клетки хозяина. 83-кДа форма PA расщепляется протеазой фурина клеточной поверхности и образуется 63-кДа мономер. Гептамеризация PA вызывает кластеризацию ATR, ассоциацию комплекса с липидными рафтами и воздействие связывающих доменов на фактор отека (edema factor, EF) или летальный фактор (lethal factor, LF). Затем гептамер и связанные EF или LF подвергаются эндоцитозу. EF, аденилатциклаза, и LF, Zn2+ металлопротеаза, транслоцируются в цитозоль через поры в мембране и действуют на цитозольные мишени хозяина, вызывая отек, некроз и гипоксию. Изменено с разрешения журнала Annual Reviews (4). CaM — кальмодулин.
The host response to anthrax lethal toxin: unexpected observations

При заражении сибирской язвой вырабатываются токсины, которые воздействуют на иммунные клетки, подавляя иммунный ответ и способствуя миграции спор по организму. Ключевой компонент адаптивной иммунной системы, CD4 + Т-клетки, имеет измеримые изменения в активации, производстве цитокинов, хемотаксисе и дифференциации после заражения сибирской язвой. Для выявления эволюционных различий, связанных с восприимчивостью к сибирской язве у людей, изучались изменения в CD4 + Т-клетках между людьми и нечеловеческими приматами (nonhuman primates), а именно, изменения в экспрессии рецептора токсина сибирской язвы 2 (ANTXR2) у человека.

В иммунных клетках ANTXR2 8-кратно понижен во всех доступных образцах человека по сравнению с нечеловеческими приматами, что указывает на регуляторные изменения на ранних этапах эволюции современного человека. Также наблюдается множество генетических признаков, согласующихся с недавним специфичным для Европы положительным отбором, приводящим к снижению экспрессии ANTXR2 в различных тканях служащих целями для токсинов сибирской язвы.

Экспрессия ANTXR2 значительно выше в популяциях охотников-собирателей по сравнению с аграрными популяциями в Африке, что соответствует первоначальной адаптации к B. anthracis, произошедшей до перемещения патогена за пределы Африки. Люди с северным и западноевропейским происхождением CEU (northern and western European ancestry) демонстрируют сниженную экспрессию рецептора в тканях, важных для патогенеза сибирской язвы, по сравнению с популяциями CHB (китайское происхождение, Chinese ancestry), JPT (японское происхождение, Japanese ancestry) и YRI (происхождение йоруба, Yoruba ancestry). Это согласуется с предыдущими отчетами, которые показывают пониженную чувствительность к токсинам сибирской язвы в клеточных линиях, полученных от CEU, по сравнению с CHB, JPT и YRI.

Просто: совместное тесное проживание людей со жвачными животными, выступающими носителями возбудителя сибирской язвы, на протяжении истории, вызвало соответствующую адаптацию у некоторых популяций людей, которая выражена в сниженном количестве рецептора к антигену сибирской язвы. Ниже экспрессия молекулы трансмембранного рецепторного белка -> меньше молекул рецептора на поверхности -> патогену сложнее попасть в клетку -> выше устойчивость к нему. Предположительно, адаптация происходила в два этапа. Первый этап — это столкновение с патогеном при образе жизни охотников-падальщиков (hunter-scavenger), второй этап — при переходе к сельскому хозяйству.


Патроны третьего тира «Обитатель Глубин» могут выбрать из любого дайджеста любую статью в качестве темы для ежедневной публикации.

Вам понравилось? Поддержите проект!

Leave a reply:

Your email address will not be published.

Site Footer