Non-infectious epidemiology of antiquity: introduction to a new discipline

Cover Page

Cite item

Abstract

On the basis of the analysis of molecular-biological literature and methods of research used in modern clinical laboratory practice, it is necessary to single out a new direction in biomedical science – non-infectious epidemiology of a human being in historical retrospective view.  

Genetic medicine, considering ecological and social factors of the development of human population, will help to reach personalized approach and realize a potential hidden in our DNA. Unfortunately, there are few specialists-epidemiologists working in this field. Their preparation should be improved.

Full Text

Введение

Эмпирически выявлено, что многие системы, влияющие на риски заболеваний, имеют древние корни.

В передовых научных центрах стало возможным выделение нуклеиновых кислот (НК) из древнего, более чем тысячелетнего биоматериала в пригодном для изучения виде, в том числе не только ПЦР-детекций отдельных генетических последовательностей, но и полногеномного прочтения или метагеномного анализа. Научное направление, изучающее НК патогенов в биоматериалах древнего возраста, получило наименование «палеомикробиология» [1]. Гораздо меньше внимания получают вопросы неинфекционной палеопатологии и особенно эпидемиологии, хотя анализ древних НК непременно приведет к пониманию закономерностей распространения заболеваний различной этиологии и разработке способов контроля и профилактических мероприятий в современных условиях.

Результаты и их обсуждение

Исследователями представлена качественная последовательность генома женщины-неандерталки из Сибири [2]. Утверждается, что подразделение популяции у неандертальцев произошло 80–100 тыс. лет назад. Отмечено, что геном содержит несколько длинных серий гомозиготности, которые указывают на близкое родство родителей, что важно для познания причин некоторых наследственных болезней. Изучение геномной эволюции особенно интересно с точки зрения экспрессии в исторически развивающемся человеческом мозге транскриптов, кодирующих белки с фиксированными аминокислотными изменениями. По сравнению с контрольным набором транскриптов, несущих 108 замен, зафиксированных у современных людей, гены, несущие фиксированные аминокислотные изменения, у древнего человека чаще экспрессируются в желудочковой зоне неокортекса, и это влияет на количество пролиферирующих клеток и генерируемых нейронов субвентрикулярной зоны взрослых особей. Насколько отличаются локальные популяции (племена) древних людей от современных в развитии мозга требует, безусловно, дальнейшего изучения.

Недавнее исследование, проведенное совместно сотрудниками Оксфордского университета, Центра исследований СПИД имени Аарона Дайамонда и бельгийского института медицинских исследований Rega Institute, показало, насколько широко в нашем генетическом материале встречаются вирусы, известные с доисторических времен. Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences [3].

Как утверждает руководитель проекта Гикас Магиоркинис, заметная часть генома человека формировалась по своим собственным законам, напоминающим аэпидемию инфекционного заболевания, существующего течение миллионов лет. Как видим, предметы не- и инфекционной эпидемиологии могут тесно смыкаться.

Обнаружено, что один из вирусов миллионы лет назад проник в геном приматов, в результате он и сейчас присутствует в организме человека и человекообразных обезьян [3]. Установлено, что этот древний вирус потерял способность переходить из одной клетки в другую, хотя эффективно размножается и функционирует в одной клетке.

Некоторые вирусы могут играть положительную роль. Например, белок синцитий способствует развитию плаценты. В целом эндогенные ретровирусы, насколько известно, не оказывают вредного воздействия на организм.

Исследователи с помощью компьютерной томографии выявляли корреляции между случаями атеросклероза и остеоартрита, диагностированных у мумий древнего Египта [4]. Законченные данные молекулярно-генетического анализа существенно помогли бы понять эособенности патологий, которые затрагивают по современному миру свыше 350 млн человек [4].

В итоге именно мумифицированные останки могут быть ценными образцами биоматериала для изучения эпидемиологии атеросклероза и различных костных аномалий.

Основываясь на вышеизложенном, совершенно справедливым выглядит мнение А. Гончарова и В. Колоджиевой, что медицинская палеонаука приобретает все большую значимость как инструмент получения достоверной информации о молекулярной эволюции генов, связанных с заболеваниями человека [5].

Финансирование. Работа проведена в рамках проекта РФФИ-Древняя ДНК № 20-29-01043.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

×

About the authors

A. P. Solomennyi

Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms UB RAS

Author for correspondence.
Email: solomen@iegm.ru

Candidate of Biological Sciences, senior researcher, Laboratory of Water Microbiology

Russian Federation, Perm

References

  1. Benton L.M., Abraham A., LaBella A.L. Abbott P., Rokas A., Capra J.A. The influence of evolutionary history on human health and disease. Nat. Rev. Genet. 2021; 22 (5): 269-283.
  2. Prũfer K., Racimo F., Patterson N., Jay E., Sankaraman S., Sawyier S.,Heinze A., Renaud G., Undmant P.H., de Filipo C., Li H., Swapan M., Dammermann M., Fu Q., Kirсher M., Kuhlwilm M., Lachmann M., Meyer M., Ongyerth M., Siehauert M., Tandon A., Moorjani P., Pickrell J., Mulikin P., Vohr S.H., Green R.E., Helllmann I., Johnson P.I., Blaanche H., Cann H Kitzman J.O., Shendure J., Eichler E.E., Lein Ed S., Bakken I.E., Golovanova L.V., Doronichev V.B., Shunkov M.V., Derevianko A.P., Bence V., Slatkin M., Reich D., Kelso J., Pǟǟbo S. The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai mountains. Nature 2014; 505: 43-49.
  3. Magiorkinis G., Gifford R.J., Katzourakis A., De Ranter J., Belshaw R. Envless endogenous retroviruses are genomic superspreaders. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012; 7385-90.
  4. Panzer S., Augat P., Sprenger M., Zesch S., Rosendahl W., Sutherland M.L., Thompson R.C., Paladin A., Zink A.R. EURAC and HORUS Study Teams. Correlation of atherosclerosis and osteoarthritis in ancient Egypt: A standardized evaluation of 45 whole-body CT examinations. Int. J. Paleopathol. 2021. Epub.: Apr. 27.
  5. Goncharov A.E., Kolodzhieva V.V. Medical paleomicrobiology: problems and prospects. Antibiotics and Chemotherapy. 2021; 66 (5-6): 72-77 (in Russian).

Copyright (c) 2022 Solomennyi A.P.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies