Bagaimana Pandemi Mempengaruhi Evolusi Genetika ( Kasus Black Death)

Bagaimana Pandemi Mempengaruhi Evolusi Genetika ( Kasus Black Death). Sebuah tim ilmuwan internasional yang menganalisis DNA berusia berabad-abad dari para korban dan penyintas pandemi Black Death. Ilmuan berhasil mengidentifikasi perbedaan genetik utama yang menentukan siapa yang hidup dan siapa yang meninggal. Kemudian menemukan bagaimana aspek-aspek sistem kekebalan kita terus berkembang sejak saat itu.

Baca juga: Evolusi gen terjadi tidak acak

Para peneliti dari Universitas McMaster, Universitas Chicago, Institut Pasteur dan organisasi lain menganalisis dan mengidentifikasi gen yang melindungi beberapa dari pandemi yang melanda Eropa, Asia, dan Afrika hampir 700 tahun yang lalu. Studi mereka telah terbit di jurnal Nature.

Gen yang sama yang pernah memberikan perlindungan terhadap Black Death. Saat ini terkait dengan peningkatan kerentanan terhadap penyakit autoimun seperti Crohn dan rheumatoid arthritis, para peneliti melaporkan.

Metode Penelitian Bagimana Pandemi Mempengaruhi Evolusi Genetika

Tim fokus pada jendela 100 tahun sebelum, selama dan setelah Black Death, yang mencapai London pada pertengahan 1300-an. Ini tetap menjadi satu-satunya peristiwa kematian manusia terbesar dalam sejarah yang tercatat, menewaskan lebih dari 50 persen orang di beberapa bagian dunia yang paling padat penduduknya.

Lebih dari 500 sampel DNA kuno diekstraksi dan disaring dari sisa-sisa individu yang telah meninggal sebelum wabah. Juga yang meninggal karenanya, atau selamat dari Black Death di London, termasuk individu yang terkubur di lubang wabah Smithfield Timur tempat penguburan massal pada 1348-1349 . Sampel tambahan diambil dari sisa-sisa yang terkubur di lima lokasi lain di seluruh Denmark.

Para ilmuwan mencari tanda-tanda adaptasi genetik yang terkait dengan wabah, yang disebabkan oleh bakteri Yersinia pestis.

Hasil Penelitian

Mereka mengidentifikasi empat gen terseleksi, yang semuanya terlibat dalam produksi protein yang mempertahankan sistem kita dari serangan patogen. Mereka menemukan bahwa versi gen tersebut, yang disebut alel, melindungi atau membuatnya rentan terhadap wabah.

Individu dengan dua salinan identik dari gen tertentu, yang dikenal sebagai ERAP2. Selamat dari pandemi pada tingkat yang jauh lebih tinggi daripada mereka yang memiliki salinan yang berlawanan. Karena salinan ‘baik’ memungkinkan netralisasi Y. pestis yang lebih efisien oleh sel-sel kekebalan.

“Ketika pandemi seperti ini yang membunuh 30 hingga 50 persen populasi, pasti ada seleksi alel pelindung pada manusia, yang berarti orang yang rentan terhadap patogen yang beredar akan menyerah. Keuntungan berarti perbedaan antara bertahan hidup atau meninggal. Tentu saja, mereka yang selamat dalam usia berkembang biak akan mewariskan gen mereka. ” jelas ahli genetika evolusi Hendrik Poinar, penulis makalah Nature, direktur Pusat DNA Kuno McMaster, dan peneliti utama. dengan Michael G. DeGroote Institute for Infectious Deisease Research dan McMaster’s Global Nexus for Pandemis & Biological Threats.

Evolusi Genetika

Orang Eropa yang hidup pada saat Black Death pada awalnya sangat rentan karena mereka tidak pernah terpapar Yersinia pestis baru-baru ini. Ketika gelombang pandemi terjadi lagi dan lagi selama abad-abad berikutnya, tingkat kematian menurun.

Para peneliti memperkirakan bahwa orang dengan alel pelindung ERAP2 (salinan gen, atau sifat yang baik), 40 hingga 50 persen lebih mungkin untuk bertahan hidup daripada mereka yang tidak.

“Keuntungan selektif yang terkait dengan lokus terpilih adalah salah satu yang terkuat yang pernah manusia laporkan, menunjukkan bagaimana patogen tunggal dapat memiliki dampak yang kuat terhadap evolusi sistem kekebalan tubuh,”. Kata ahli genetika manusia Luis Barreiro, seorang penulis di atas kertas, dan profesor Kedokteran Genetika di Universitas Chicago.

Tim melaporkan bahwa dari waktu ke waktu sistem kekebalan kita telah berevolusi untuk merespon dengan cara yang berbeda terhadap patogen. Sampai apa yang pernah menjadi gen pelindung terhadap wabah di Abad Pertengahan saat ini terkait dengan peningkatan kerentanan terhadap penyakit autoimun. Ini adalah tindakan penyeimbangan yang dimainkan oleh evolusi dengan genom kita.

Manfaat Penelitian

“Memahami dinamika yang telah membentuk sistem kekebalan manusia adalah kunci untuk memahami bagaimana pandemi di masa lalu, seperti wabah. Ini berkontribusi pada kerentanan kita terhadap penyakit di zaman modern,” kata Poinar.

Hasil kerja 7 tahun dari mahasiswa pasca sarjana Jennifer Klunk, dari Pusat DNA Kuno McMaster dan rekan pascadoktoral Tauras Vigylas, University of Chicago. Studi ini memungkinkan untuk melihat gen kekebalan korban Black Death yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Penelitian ini mendapat dana dari Dewan Penelitian Ilmu Sosial dan Kemanusiaan Kanada (SSHRC), Institut Kesehatan Nasional (NIH) dan Institut Penelitian Lanjutan Kanada, di bawah program Manusia dan Microbiome.

Demikian artikel tentang Bagaimana Pandemi Mempengaruhi Evolusi Genetika ( Kasus Black Death). Semoga dapat menambah wawasan.

Refrensi

Jennifer Klunk, Christian E. Demeure, Xiaoheng Cheng, Mari Shiratori, Julien Madej, Rémi Beau, Derek Elli, Maria I. Patino, Rebecca Redfern,  Tauras P. Vilgalys, Sharon N. DeWitte, Julia A. Gamble,  Ann Carmichael, Nükhet Varlik, Katherine Eaton, Jean-Christophe Grenier, G. Brian Golding, Alison Devault, Jean-Marie Rouillard, Vania Yotova, Renata Sindeaux, Chun Jimmie Ye, Matin Bikaran, Anne Dumaine, Jesper L. Boldsen,  Jessica F. Brinkworth, Dominique Missiakas, Guy A. Rouleau, Matthias Steinrücken, Javier Pizarro-Cerdá, Hendrik N. Poinar, Luis B. Barreiro. 2022. Evolution of immune genes is associated with the Black Death. Nature, 2022; DOI: 10.1038/s41586-022-05349-x