예르시니아 페스티스(Yersinia pestis) 게놈은 4000년 전 영국에서 흑사병을 드러냈다

Nature Communications 14권, 기사 번호: 2930(2023) 이 기사 인용

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흑사병의 ​​원인 물질인 예르시니아 페스티스(Yersinia pestis)의 멸종 계통이 현재로부터 5000년에서 2500년 전 사이에 유라시아의 여러 개인에게서 확인되었습니다(BP). 이들 중 하나는 'LNBA 계통'(후기 신석기 및 청동기 시대)으로 유라시아 대초원에서 인류 집단이 확장되면서 유럽으로 퍼졌다고 제안되었습니다. 여기에서 우리는 영국에서 온 3개의 Yersinia pestis 게놈을 시퀀싱하여 LNBA 전염병이 유럽의 북서부 주변 지역으로 퍼졌음을 보여줍니다. 모두 ~4000 cal BP까지 거슬러 올라갑니다. 두 사람은 서머셋의 차터하우스 워렌(Charterhouse Warren)에서 특이한 대량 매장지에서 나왔고, 한 사람은 컴브리아 레벤스(Levens)에 있는 고리형 돌무덤 아래 단일 매장지에서 나왔습니다. 우리가 아는 한, 이는 현재까지 기록된 영국의 LNBA 전염병에 대한 최초의 증거를 나타냅니다. 세 가지 영국 Yersinia pestis 게놈은 모두 추정 독성 인자 yapC를 상실한 중부 유럽의 청동기 시대 개체에서 이전에 관찰된 하위 계통에 속합니다. 이 하위 계통은 나중에 동아시아 ~3200cal BP에서 발견됩니다. 현재 질병의 중증도는 불분명하지만, 몇 세기 내에 광범위한 지리적 분포를 통해 상당한 전파 가능성이 있음을 시사합니다.

예르시니아 페스티스(Yersinia pestis)는 감염된 벼룩 벡터에 물려 전염되어 선페스트나 패혈증 페스트를 일으키거나, 사람과 사람의 접촉을 통해 호흡기 비말을 통해 폐렴 페스트를 일으킬 수 있는 인수공통감염 박테리아입니다. 고대 DNA 분석을 통해 예르시니아 페스티스가 유스티니아누스 전염병1,2,3 및 흑사병4,5과 같은 역사적 전염병의 원인 물질일 뿐만 아니라 선사 시대에 유행했던 예르시니아 페스티스의 이전에 알려지지 않은 증거도 확인되었습니다. 후기 신석기 시대 및 초기 청동기 시대(LNBA) 전염병은 ~4700~2800 BP(현재 전 년)6,7,8,9,10,11,12 사이의 기간에 유라시아 전역에서 발견되었습니다. 가장 자주 관찰되는 LNBA 계통에는 ymt 독성 인자(LNBA ymt-)가 부족합니다. ymt 유전자(LNBA ymt+)가 있는 혈통에 대한 최초의 알려진 증거는 러시아 사마라 출신의 ~3800BP 세 개인(RT5)9과 알라바 출신의 ~3300BP 세 개인(I2470)에서 발견되었습니다. , 스페인11.

LNBA 혈통은 유라시아 대초원에서 시작된 인간 확장에 의해 ~4800 BP까지 중부 및 서유럽으로 유입되었을 가능성이 높으며6,14,15 이러한 혈통이 특정 후기 신석기 유럽 사회6,7의 쇠퇴에 기여했다는 가설이 있습니다. 그러나 LNBA 전염병이 유럽 전역에 얼마나 멀리 퍼졌는지는 불분명하며, LNBA ymt 계통의 가장 서쪽에서 현재 남부 독일 ~ 3400 BP11에서 이전에 확인되었습니다. 벨 비커 문화의 확장과 관련된 인간 이동은 영국에 대초원 유래 조상을 도입하고 ~4400 BP16부터 유럽 대륙과의 연결을 강화하여 북서부 유럽의 청동기 시대 그룹도 Yersinia pestis의 LNBA 계통에 의해 영향을 받을 가능성을 열었습니다. 비록 이것이 지금까지 직접적으로 관찰되지는 않았지만.

여기에서 우리는 영국 내 서로 다른 지역의 두 지역에서 발생한 LNBA Yersinia pestis 감염의 증거를 보여 주며, 이는 유라시아 대초원의 조상을 추적하는 인구가 서쪽으로 확장된 후 이 계통이 영국 전역에 널리 퍼졌을 수 있음을 시사합니다. 영국에서 발견된 LNBA Yersinia pestis 계통은 추정 독성 인자 yapC를 포함하여 게놈의 큰 손실을 겪은 계통군에 속합니다.

우리는 영국 초기 청동기 시대의 두 곳인 Charterhouse Warren과 Levens Park에서 34명의 개체를 샘플링하여 영국에서 LNBA Yersinia pestis의 존재를 검사했습니다. 우리는 고대 DNA 클린룸 조건에서 치아를 샘플링하고 이중 인덱스 단일 가닥 DNA 라이브러리를 준비했습니다. 이를 각각 180만 ~ 730만 개의 페어드 엔드 읽기로 스크리닝했습니다(방법). 우리는 Kraken 217에서 메타게놈 분석을 수행하고 밀접하게 관련된 종인 Yersinia pseudotuberculosis(방법)와 비교하여 Yersinia pestis와 일치하는 k-mer가 상당히 초과된 개인을 식별했습니다. 이 분석에서는 영국 서머셋에 있는 Charterhouse Warren Farm에서 병원체 DNA를 선별한 30명 중 2명(C10091/1233b 및 C10098/6265)을 식별했습니다(자세한 상황별 세부 정보는 방법 참조). 이 유적지는 자연적인 수갱에서 단일 사건으로 함께 퇴적되었을 가능성이 있는 분리된 인간 유해의 대량 매장 집합체입니다. 샘플링된 두 개의 치아는 각각 12 ± 3세 및 10 ± 3세 어린이로부터 파생되었습니다. C10098 치아(6265/10세 어린이)와 관련된 하악은 4145~3910cal BP 연대 측정이 직접 방사성 탄소로 측정되었습니다(95.4% 신뢰도, OxA-37840: 3685 ± 30BP, IntCal2019를 사용하여 OxCal v4.418에서 보정됨). ), 이는 이전에 발표된 이 집합체의 인간 뼈에 대한 두 개의 방사성탄소 연대측정 결과와 일치합니다20. 다른 개인도 비슷한 날짜로 추정될 수 있습니다.