For pest er ikke bare noe som h?rte middelalderen til. ?rlig smittes vel 2000 mennesker av pest, de fleste p? Madagaskar og i Kongo. Utenom Afrika finnes pest i ?rkenen i Nord Amerika og i store omr?der i Sentral-Asia, i et bredt belte fra Georgia via Kasakhstan til Kina.
I v?r tidsregning er verden rammet av tre store og mange sm? pestepidemier. Den f?rste store pandemien var den justinske pesten p? slutten av jernalderen. Den varte i 200 ?r. Det neste ragnaroket var svartedauden, en pandemi som kom i stadig nye b?lger og varte i 400 ?r.
Den tredje epidemien, som startet p? slutten av det nittende ?rhundre i Kina og n?dde resten av verden via Hong Kong, varer fortsatt. I sommer d?de en mann av pest i byen Yumen i den nordlige delen av Kina. 30 000 innbyggere ble isolert da deler av byen ble sperret av. I november gikk pestalarmen p? Madagaskar, b?de i provinsen og i hovedstaden Antananarivo.
Evolusjonen til pestbakterier
SJEKKER GAMMEL DNA: Nils Chr. Stenseth (t.v.) og Kjetill S. Jakobsen ?pner n?, i 澳门葡京手机版app下载 Naturhistorisk og Kulturhistorisk museum, et helt nytt DNA-laboratorium som skal gj?re det enklere ? analysere DNA-rester fra d?dt materiale. Laboratoriet vil bli det st?rste i sitt slag i Europa. Foto: Ola S?ther/UiO
Det store sp?rsm?let er hvor pestbakterien stammer fra, om de tre pestene skyldes den samme bakterien og hvordan pestbakterien overlevde mellom utbruddene. Noen mener at pestene i slutten av jernalderen og i middelalderen var to forskjellige sykdommer, men flere studier viser at det var den samme sykdommen.
– Overgangene mellom de tre pestb?lgene er ikke helt klare. Det var dessuten overlapping mellom den andre og den tredje b?lgen. Pest kan v?re helt borte i ti?r og s? plutselig komme tilbake, forteller professor Kjetill S. Jakobsen p? Senter for ?kologisk og evolusjon?r syntese (CEES) ved Universitetet i Oslo.
Sp?rsm?let er under hvilke omstendigheter pesten blir pandemisk og hva som bestemmer hvor alvorlig epidemien blir.
– Det er fristende ? spekulere p? om ?kologien der pandemiene startet, har spilt en rolle for hvor ?deleggende de var. Ved ? se p? sammenhengen mellom klimatiske forhold og pestdynamikk, kan vi forst? de alvorlige pandemiene, b?de i fortid, n?tid og fremtid, forteller professor Nils Chr. Stenseth, leder av CEES-senteret.
Sjekker gamle skjeletter
Forst?elsen av de tre pestpandemiene er blitt sv?rt mye bedre de siste ?rene fordi forskerne n? kan bruke moderne, molekyl?re metoder. Det gj?r det mulig ? analysere DNA-rester av pestbakterier fra dem som d?de av sykdommen.
Den italienske forskeren Barbari Bramanti p? CEES studerer den evolusjon?re utviklingen av pestbakteriene og sammenligner den genetiske koden til pestbakteriene i de f?rste to pandemiene.
Svaret finner hun i tennene p? gamle skjeletter. Lymfeknutene til dem som ble rammet av pest, hovnet opp og ble til svarte byller. Her formerte bakteriene seg. Hos mange av ofrene havnet pestbakteriene i blodet og dermed i blodmargen i tennene. I 澳门葡京手机版app下载 med arkeologer samler Bramanti n? inn DNA-pr?ver fra tenner til 2700 pestofre fra Europa og Asia. Hun skal ogs? sjekke tennene til norske ofre.
Hun borer noen millimeter inn i tennene og trekker ut hele DNA-innholdet fra blodmargen.
– DNA-restene er ofte fragmentert og ?delagt. Det er derfor en stor jobb ? rekonstruere arvestoffet.
Institutt for biovitenskap ved UiO ?pner n? et helt nytt DNA-laboratorium som skal gj?re det enklere ? analysere DNA-rester fra d?dt materiale. Laboratoriet vil bli det st?rste i sitt slag i Europa.
– Her vil det v?re mulig ? analysere selv sm? mengder d?dt DNA.
S?fremt kvaliteten p? arvematerialet er god nok, skal hun sammenligne det med referansegenomet til pestbakterien.
– Poenget v?rt er ? se p? b?de evolusjonen og ?kologien til pestbakterien, sier Barbari Bramanti.
Rottesjekken
Det er usikkert hvordan svartedauden ble spredt. Svartrotter og brunrotter spredte smitte i den tredje pestb?lgen. Selv om det enn? ikke finnes bevis for at ?rkenrotter var smittespredere, viser det seg at ?rkenrotten t?ler smitten overraskende bra.
– De individuelle forskjellene er store, men mange individer t?ler en absurd mengde med pestbakterier, forteller stipendiat Pernille Nilsson p? CEES. Hun har unders?kt hvor mye ?rkenrottene t?ler.
Testen ble utf?rt i et pestlaboratorium i Kina, ikke langt fra Yumen, som ble rammet av pest i sommer. Forskerne spr?ytet inn s? mye pestbakterier i rottene, at nesten halvparten d?de. Da kunne de sammenligne genomet til de individene som overlevde, med genomet til dem som d?de.
Nilsson leter med andre ord etter den genetiske forklaringen p? hvorfor ?rkenrotten har et s? godt immunforsvar mot pestbakterien.
– Noen ganger dreper en enkelt bakterie en mus. Vanlige rotter t?ler en innspr?ytning p? 10 000 bakterier. ?rkenrottene t?ler 100 milliarder bakterier. Det er ti millioner ganger flere bakterier, p?peker Pernille Nilsson.
For ? f? en best mulig DNA-analyse av den enkelte ?rkenrotten, er hun ogs? n?dt til ? sammenligne den med det fullsekvenserte genomet til arten ?rkenrotte. Arbeidet med ? finne det fullsekvenserte genomet er formidabelt. Det tok ti ?r ? finne det humane genomet. Da forskergruppen til Jakobsen fant torskens genom, tok selve DNAsekvenseringen noen m?neder, med et par ?r tungberegninger p? DNA-dataene i etterkant.
Takket v?re dagens langt raskere laboratoriemaskiner og dataprogrammer, h?per Nilsson ? finne ?rkenrottens fullsekvenserte genom p? langt kortere tid. Inntil videre m? hun forholde seg til det delsekvenserte genomet.
Kina har allerede ekstrahert og fryset?rket DNA fra lever og milt hos tre ulike ?rkenrotteindivider. UiO-forskere sjekket s? kvaliteten p? DNA-et f?r de bestemte seg for hvilket individ referansegenomet skulle hentes fra.
Genomet til ?rkenrotten best?r av 2,4 milliarder basepar. N?r genomet sekvenseres er det bare mulig ? avlese hundre basepar om gangen. For ? vite hvor i genomet de sm? genbitene finnes, m? de avlese dem en mengde ganger og kj?re enorme, statistiske beregninger for ? kunne sette dem sammen i rett rekkef?lge. Og hver gang de skal sammenligne genomet fra ett enkelt rotteindivid med det fullsekvenserte rottegenomet, trenger de’ en uke p? universitetets tungregnemaskin.
– Vi m? finne de omr?dene i genomet som er en naturlig variasjon blant individer og de omr?dene i genomet som viser de spesifikke forskjellene mellom de rottene som overlever og dem som d?r. Disse omr?dene i genomet er enn? ikke funnet, forteller Nilsson.
Forskerne har en idé om at beskyttelsen mot pest er relatert til et medf?dt immunforsvar og at dette er arvelig.
– Akkurat hva det er, vet vi ikke enn?. Vi er p? ‘genomisk fisketur’ og vet ikke presist hva vi vil finne. Vi har likevel noen ideer om hvilke deler av immunforsvaret som kan v?re involvert.
CEES oppdaget for noen ?r siden at torsken har et helt annet immunforsvar enn alle andre dyr.
– Det kan hende vi ogs? f?r noen overraskelser om ?rkenrottens immunforsvar, sier Nilsson.
Sammenheng med klima
Den nederlandske forskeren Boris Schmid p? CEES unders?ker sammenhengen mellom klimavariasjoner, bestanden av gnagere og pestutbrudd. Han kombinerer historiske tidsserier med pestdata hos mennesker og sammenhengen mellom klimaendringer og pestsyke gnagere.
Kina har dessuten tatt DNA-sekvenser av pestbakterien i 20–30 ?r. Det er da mulig ? se hvordan pestbakterien evolusjon?rt har utviklet seg i l?pet av denne tiden.
– Disse dataene gir oss en idé om hvordan pest og klima henger sammen, og de er viktige for ? kunne forutsi neste pestutbrudd, forteller Boris Schmid.