La Morte Nera ha lasciato un segno sul genoma umano

Celebrando le differenze. La migrazione degli zingari dall'India 1000 anni fa (vedi mappa) prepara le basi per uno studio significativo su come le malattie possono influenzare il genoma.

La peste nera non ha spazzato via milioni di europei durante il 14 ° secolo. Ha lasciato un segno sul genoma umano, favorendo quelli che trasportavano determinati geni del sistema immunitario, secondo un nuovo studio. Questi cambiamenti possono aiutare a spiegare perché gli europei rispondono in modo diverso dalle altre persone ad alcune malattie e hanno diverse suscettibilità alle malattie autoimmuni.

I genetisti sanno che le popolazioni umane si evolvono di fronte alla malattia. Alcune versioni dei nostri geni ci aiutano a combattere le infezioni meglio di altre e le persone che portano questi geni tendono ad avere più bambini di quelli che non lo fanno. Quindi le versioni genetiche benefiche persistono, mentre altre versioni tendono a scomparire mentre quelli che le trasportano muoiono. Questo estirpamento di tutti tranne i migliori geni è chiamato selezione positiva. Ma i ricercatori hanno difficoltà a individuare i geni selezionati positivamente negli esseri umani, dal momento che molti geni variano da un individuo all'altro.

Inserisci Mihai Netea, un immunologo presso il Radboud University Nijmegen Medical Center nei Paesi Bassi. Si rese conto che nel suo paese d'origine, la Romania, l'esistenza di due gruppi etnici molto distinti offriva l'opportunità di vedere la mano della selezione naturale nel genoma umano. Mille anni fa, le persone Rroma, comunemente note come zingari, migrarono in Europa dal nord dell'India. Ma si sono sposati poco con i rumeni europei e hanno quindi origini genetiche molto distinte. Tuttavia, vivendo nello stesso luogo, entrambi questi gruppi hanno sperimentato le stesse condizioni, inclusa la Peste nera, che non ha raggiunto l'India settentrionale. Quindi i ricercatori hanno cercato i geni favoriti dalla selezione naturale ricercando somiglianze nei rom e rom europei che non si trovano negli indiani del Nord.

Netea; il biologo evoluzionista Jaume Bertranpetit della Pompeu Fabra University di Barcellona, ​​in Spagna; e i loro colleghi hanno cercato differenze in oltre 196.000 posti nei genomi di 100 rumeni di discendenza europea e 100 Rroma. Per fare un confronto, i ricercatori hanno anche catalogato queste differenze in 500 individui che vivevano nell'India nordoccidentale, da cui proveniva il Rroma. Poi hanno analizzato quali geni erano cambiati di più per vedere quali erano i più favoriti dalla selezione.

Geneticamente, i Rroma sono ancora abbastanza simili agli indiani nordoccidentali, anche se hanno vissuto fianco a fianco con i rumeni per un millennio, il team ha trovato. Ma ci sono stati 20 geni nel Rroma e nei rumeni che hanno avuto cambiamenti che non sono stati visti nelle versioni degli indiani di quei geni , Netea e i suoi colleghi riportano online oggi nel Atti della National Academy of Sciences . Questi geni "sono stati selezionati positivamente nei rumeni e negli zingari ma non negli indiani", spiega Netea. "È un segnale molto forte."

Questi geni includevano uno per la pigmentazione della pelle, uno coinvolto nell'infiammazione e uno associato alla suscettibilità alle malattie autoimmuni come l'artrite reumatoide. Ma quelli a cui Netea e Bertranpetit erano più entusiasti erano un gruppo di tre geni del sistema immunitario trovati sul cromosoma 4. Questi geni codificano per recettori simili a pedaggi, proteine ​​che si attaccano a batteri dannosi nel corpo e lanciano una risposta difensiva. "Sapevamo che devono essere importanti per la difesa dell'ospite", dice Netea.

Quali eventi nella storia avrebbero potuto favorire queste versioni dei geni negli zingari e nei rumeni, ma non negli indiani? Netea e i suoi colleghi hanno testato l'abilità dei recettori a pedaggio a cui reagire Yersinia pestis , il batterio che ha causato la Morte Nera. Hanno trovato che la forza della risposta immunitaria varia a seconda della sequenza esatta dei geni del recettore di tipo toll.

Netea e Bertranpetit propongono che il rom ei romeni europei abbiano avuto le stesse versioni di questi geni del sistema immunitario a causa della pressione evolutiva esercitata dal Y. pestis . Altri europei, i cui antenati hanno anche affrontato e sopravvissuto alla peste nera, hanno portato cambiamenti simili nei geni del recettore del pedaggio. Ma la gente dalla Cina e dall'Africa - altri due posti che la morte nera non ha raggiunto - non aveva questi cambiamenti. (Ci sono state molte piaghe nel corso della storia in tutto il mondo, ma nessuna è stata così micidiale come la Morte Nera, che ha ucciso circa un europeo su quattro, e quindi ha esercitato una selezione molto forte.) Le somiglianze negli altri geni erano probabilmente causate da altre condizioni vissute da Rroma e dagli europei, ma non dagli indiani.

"L'uso di due popolazioni che vivono nella stessa area geografica è molto intelligente", afferma il genetista della popolazione umana Oscar Lao di Erasmus MC a Rotterdam, Paesi Bassi, che non è stato coinvolto nello studio. "Questa prova sperimentale è molto importante", aggiunge. Mostra che il batterio della Morte Nera interagisce effettivamente con le proteine ​​codificate dai geni preferiti dalla selezione naturale. "Questo dovrebbe essere l'obiettivo per tutti quei tipi di analisi."

"È una bella ipotesi che stanno avanzando", concorda Lluis Quintana-Murci, un genetista della popolazione umana dell'Istituto Pasteur di Parigi che non è stato coinvolto nello studio. I cambiamenti genetici possono avere effetti moderni. "La presenza di queste particolari versioni di questi geni può fornire la base evolutiva del perché alcune popolazioni sono più a rischio" per alcuni tipi di malattie, afferma Douglas Golenbock, un immunologo presso la University of Massachusetts Medical School di Worcester. "L'effetto collaterale sembra che gli europei abbiano un sistema immunitario più proinfiammatorio di quelli che non hanno mai sperimentato la Morte Nera ".

Tuttavia, Lao e Quintana-Murci si chiedono se la convergenza in questi geni possa essere spiegata in un altro modo. È possibile che queste versioni favorevoli siano state introdotte nel Rroma da incroci tra Rroma e rumeni, suggeriscono. Sequenziamento addizionale delle regioni genetiche convergenti dovrebbe rispondere a questa domanda, afferma Quintana-Murci. È anche importante verificare come questi recettori simili ai pedaggi rispondano ad altri batteri mortali per vedere se altre malattie potrebbero essere state la causa dei cambiamenti. Probabilmente succederà, aggiunge Quintana-Murci. "Questo ispirerà altri laboratori per vedere se altre infezioni batteriche potrebbero anche spiegare la [selezione]."

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