Генетическая защита от норовируса распространилась с развитием земледелия

Появление земледелия совпало с резким ростом распространенности генетического варианта, защищающего от вируса, вызывающего «зимнюю рвотную болезнь». К такому выводу пришли исследователи из Каролинского института и Университета Линчёпинга, проанализировав ДНК более 4300 доисторических людей и вырастив «мини-кишечники».

Зимняя рвотная болезнь вызывается норовирусом, который наиболее активен в холодное время года. Инфекция обычно проходит через несколько дней, но обеспечиваемая ею защита кратковременна, поэтому один и тот же человек может многократно заболевать за короткий промежуток времени. Однако некоторые люди невосприимчивы к вирусу благодаря определенному генетическому варианту.

«Мы хотели проследить историческое распространение этого генетического варианта», — говорит Хьюго Зеберг, старший преподаватель генетики в Каролинском институте.

Дефектный ген защищает от вируса

Ген FUT2 является мишенью для фермента, находящегося в слизистой оболочке кишечника. Одна из его функций — размещение молекул сахара на поверхности клеток кишечника, и именно через эти молекулы норовирус заражает кишечник. Защитный вариант гена является дефектным, из-за чего фермент не работает, и без молекул сахара вирус не может проникнуть в клетки.

Чтобы проследить распространение варианта, исследователи проанализировали ДНК 4343 доисторических людей за последние 10 000 лет. Дефектный ген был принесен в Европу около 6000 года до н.э. ранними земледельцами с территории современной Турции, а затем распространился среди населения примерно 8500–5000 лет назад.

В ранних обществах первых земледельцев вирус рвотной болезни распространялся гораздо быстрее, чем когда люди жили небольшими группами.

«Наши результаты позволяют предположить, что именно такая болезненная среда повышала частоту встречаемости этого генетического варианта, поскольку он защищает от зимней рвотной болезни и дает своему носителю преимущество — не заболевать», — говорит доктор Зеберг.

Подтверждение открытия с помощью «мини-кишечников»

Изучив анкеты и генетический материал из биобанков, содержащих данные 700 000 современных людей, исследователи обнаружили, что люди с этим вариантом гена редко болеют рвотной болезнью, особенно если у них есть две копии гена — по одной от каждого родителя.

Чтобы подтвердить свои выводы, исследователи вырастили органоиды человеческого кишечника (или «мини-кишечники») из биопсий. В ходе экспериментов они выяснили, что люди с двумя копиями защитного варианта гена полностью защищены от заражения норовирусом.

Обратная сторона — камни в желчном пузыре и язва желудка

Однако за такую защиту приходится платить: современные биобанки показывают повышенный риск развития язвы желудка и желчнокаменной болезни у носителей этого генетического варианта.

«Обычно они связаны со стрессом и высоким потреблением жиров, что, вероятно, было менее распространено в неолитический период», — отмечает доктор Зеберг.

По оценкам исследователей, около 20% населения Швеции имеют две копии защитного гена. Это открытие может быть полезно для оценки рисков заражения норовирусом.

Исследование опубликовано в журнале Molecular Biology and Evolution.