London, Gatra.com- Orang-orang yang selamat dari Black Death mewariskan gen tahan wabah ke keturunan mereka. Tetapi gen-gen ini mungkin membuat pembawa modern lebih rentan terhadap beberapa penyakit autoimun, menurut sebuah studi baru tentang DNA purba. Demikian Live Science, 20/10. 

Kematian hitam (Black Death), pandemi wabah pes abad ke-14 yang disebabkan bakteri Yersinia pestis, membunuh sekitar 30% hingga 50% populasi Eropa hanya dalam lima tahun. Setelah pandemi, Eropa mengalami wabah yang berkobar setiap beberapa tahun; namun, sebagai tren umum, setiap wabah berikutnya merenggut lebih sedikit nyawa daripada sebelumnya.

Ada kemungkinan bahwa tingkat kematian berkurang karena perubahan evolusioner pada bakteri Y. pestis atau dalam praktik budaya Eropa yang terkait dengan kebersihan. Tetapi tingkat kelangsungan hidup yang meningkat mungkin juga mencerminkan seleksi alam yang cepat yang didorong pandemi. Dalam skenario ini, orang dengan gen tahan wabah bertahan lebih sering dan dengan demikian mewariskan gen tersebut ke generasi berikutnya pada tingkat yang lebih tinggi, para ilmuwan berteori.

Untuk menguji ide ini, para peneliti mengumpulkan lebih dari 500 sampel DNA dari sisa-sisa orang yang meninggal sebelum, selama atau segera setelah Black Death melanda Inggris dan Denmark. Hasil mereka, yang diterbitkan Rabu, 19 Oktober, di jurnal Nature, mendukung gagasan bahwa Black Death mendorong versi gen tertentu menjadi lebih umum pada generasi selanjutnya.

“Individu yang memiliki alel tersebut, mutasi tersebut, lebih mungkin untuk bertahan hidup dan mentransmisikan mutasi tersebut ke generasi berikutnya,” kata Luis Barreiro, penulis senior dan peneliti utama dari laboratorium imunogenomik evolusioner di Universitas Chicago.

Untuk analisis mereka, para peneliti mengekstraksi DNA dari sisa-sisa yang terkubur di lubang wabah Smithfield Timur di London, pemakaman sekitar 5 hektar (2 hektar) yang digunakan untuk penguburan massal antara tahun 1348 dan 1350. Mereka mengumpulkan 318 sampel dari Smithfield dan lokasi London lainnya dan 198 sampel dari lima tempat di Denmark.

DNA berasal dari orang-orang yang meninggal hingga 500 tahun sebelum Black Death dimulai dan hingga 450 tahun setelah berakhir, dengan banyak dari sampel tersebut berasal dari periode waktu yang lebih dekat dengan peristiwa tersebut.

"Ini adalah studi pertama [DNA purba] yang berfokus pada jendela waktu yang tepat dan sempit," kata David Enard, asisten profesor di departemen ekologi departemen biologi evolusi di University of Arizona, yang tidak terlibat. dalam studi.

DNA sangat terdegradasi dan bercampur dengan DNA lingkungan lainnya, termasuk yang ditinggalkan oleh mikroba, sehingga tim memilih untuk melihat hanya wilayah kecil genom, kata Barreiro kepada Live Science.

Mereka berfokus pada sekitar 350 gen spesifik yang diketahui terlibat dalam sistem kekebalan , serta sekitar 500 wilayah genom yang lebih luas yang sebelumnya terkait dengan gangguan kekebalan.

Di antara gen yang berhubungan dengan kekebalan, tim mengidentifikasi 245 varian gen – yang berarti “rasa” spesifik dari gen yang berbeda – yang menjadi lebih umum secara signifikan di London setelah Black Death. Empat di antaranya juga muncul di sampel Denmark.

Beragam gen bekerja sama untuk menghasilkan respons imun terhadap patogen, seperti Y. pestis, sehingga banyak dari gen tersebut akan jatuh di bawah seleksi alam selama pandemi yang mengerikan seperti Black Death, kata Enard. Masuk akal juga bahwa sampel Inggris dan Denmark mungkin menunjukkan pola variasi yang berbeda dalam gen ini, katanya.

Tim kemudian ingin memahami apakah dan bagaimana gen yang mereka tandai melindungi orang dari wabah. Untuk melakukannya, mereka mengumpulkan sel-sel kekebalan, yang disebut makrofag, dari orang yang masih hidup; menganalisis susunan genetik mereka; dan kemudian memaparkan sel-sel ini ke Y. pestis di cawan petri.

Seorang peneliti mengenakan jas plastik putih, masker bedah, dan googles memegang gigi dengan pinset panjang

Satu gen – ERAP2 – tampaknya menjadi senjata kunci dalam gudang sel kekebalan. Setidaknya dalam cawan petri, makrofag yang membawa dua salinan versi ERAP2 yang menjadi lebih umum setelah Black Death membunuh Y. pestis lebih efektif daripada mereka yang memiliki satu atau tanpa salinan varian gen.

ERAP2 berisi instruksi untuk membangun protein yang membantu sel-sel kekebalan menampilkan sedikit penyerbu asing seperti bakteri di permukaannya. Ini menimbulkan "bendera merah" ke sel-sel kekebalan lainnya, memanggil mereka untuk membantu memerangi serangga itu.

Makrofag juga memuntahkan zat yang disebut sitokin untuk menggalang sistem kekebalan tubuh untuk melawan. Susunan sitokin yang dilepaskan oleh sel bervariasi tergantung pada versi gen ERAP2 yang mereka bawa, tim menemukan.

Hasil ini mengisyaratkan bahwa versi pasca-wabah ERAP2 memang memberi operator keunggulan melawan Black Death, meskipun studi piring laboratorium tidak secara sempurna menangkap apa yang terjadi pada manusia, catat Barreiro.

Namun, perlindungan terhadap wabah ini mungkin harus dibayar mahal. Menurut laporan tahun 2016 di Clinical and Translational Gastroenterology, versi ERAP2 yang melindungi terhadap Y. pestis merupakan faktor risiko yang diketahui untuk penyakit Crohn.(terbuka di tab baru). Varian genetik lain yang ditandai dalam studi baru telah dikaitkan dengan peningkatan risiko penyakit autoimun , termasuk rheumatoid arthritis dan lupus, para penulis penelitian mencatat.

"Mungkin peningkatan risiko ini tidak menjadi masalah selama Black Death - urgensi pandemi mungkin telah membuat trade-off menjadi tak terelakkan," tulis Enard dalam sebuah komentar .(terbuka di tab baru)diterbitkan di Alam. Pertukaran serupa kemungkinan terjadi selama wabah bersejarah lainnya, sebelum dan sesudah Black Death, kata Enard kepada Live Science, sehingga gema dari peristiwa ini mungkin masih terngiang di DNA manusia modern.