Pest-Erreger – Ein Skelett für die Wissenschaft

Aus einem bereits vor 50 Jahren in Süddeutschland geborgenen Skelett ist es nun erstmals gelungen, das Genom des Erregers der Justinianischen Pest vollständig zu rekonstruieren.

Das Forschungsteam um Johannes Krause und Michal Feldman vom Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte in Jena sowie Michaela Harbeck von der Staatssammlung für Anthropologie und Paläoanatomie in München, hat damit eine Referenz geschaffen, die neue Einblicke in evolutionäre Schlüsselereignisse, Adaptionen und die Pathogenität eines Bakteriums erlaubt, das bis heute in vielen Teilen der Welt zu Pestausbrüchen führt.
Gesamte DNA isoliert

Die Justinianische Pest war die erste große historische Pest-Epidemie. Sie tötete zur Zeit des Byzantinischen Reichs bis zu 50 Millionen Menschen und trug möglicherweise zum Untergang des oströmischen Reiches bei. Bis heute sind die geografische Ausbreitung, die Mortalität und die Folgen der Justinianischen Pandemie nicht gänzlich geklärt.

Neuere archäogenetische Studien haben jedoch gezeigt, dass für beide Pest-Pandemien am Ende des 8. und im 14. Jahrhundert der gleiche Erreger, das Bakterium Yersinia pestis, ursächlich war.

Den Forschern ist es nun erstmals gelungen, die gesamte DNA des Bakteriums aus einem Skelett zu isolieren. Die betreffende Person war im 6. Jahrhundert im bayerischen Altenerding Opfer der Pest geworden. Das so gewonnene Genom datiert an den Anfang der Pandemie. Das Skelett wurde aus einem Reihengräberfeld in Altenerding-Klettham nahe München geborgen und seit der Ausgrabung vor 50 Jahren in der Staatssammlung für Anthropologie und Paläoanatomie in München (SAPM) verwahrt.

Vor der DNA-Analyse werden die Skelette dort morphologisch untersucht, dabei konnte der Anthropologe Bernd Trautmann feststellen, dass es sich bei dem Opfer um einen jungen Mann handelt, der gemeinsam mit einer jungen Frau in einem Grab bestattet wurde, weshalb die Vermutung nahe lag, dass sie Opfer einer schnell tötenden Infektionskrankheit wurden. Jetzt ist es Gewissheit, dass sie Opfer der Pest wurden.
Über 30 Mutationen

„Altenerding ist neben dem nur wenige Kilometer entfernten Gräberfeld Aschheim nun erst der weltweit zweite Fundplatz, auf dem der Erreger der Justinianischen Pest eindeutig nachgewiesen werden konnte“, sagt Andreas Rott, der zahlreiche Skelette aus Altenerding molekularbiologisch auf Pest prüfte, bevor er die DNA des Erregers gefunden hatte. „Wir freuen uns, dass wir nach der gelungenen Pest-Detektion in Aschheim, erneut die DNA von Yersinia pestis in unserem Sammlungsmaterial finden konnten“ sagt Michaela Harbeck.

Der erneute Fund des Erregers in Süddeutschland bestätigt, dass die Justinianische Pest weit über die historisch überlieferten Regionen hinausreichte und erlaubt neue Einsichten in die Evolutionsgeschichte von Yersinia pestis. „Damit wird das enorme Potenzial der Rekonstruktion von Genomen vergangener Pathogene demonstriert.

Diese bieten nicht nur Einsichten in historische Prozesse, sondern vertiefen auch unser Verständnis der Erregerevolution“, sagt Michal Feldman. Ein vor kurzem veröffentlichter Entwurf des Genoms der justinianischen Pest wird durch die neue Sequenz ergänzt und revidiert. „Wir konnten 30 zusätzliche Mutationen und strukturelle Umlagerungen identifizieren, die einzigartig für den Justinianischen Erregerstamm sind“, erklärt Studienleiter Johannes Krause. „Drei davon sind in Genen lokalisiert, die essenziell für die Virulenz des Bakteriums sind.“

Außerdem zeigen die Daten, dass der Erregerstamm genetisch deutlich diverser war, als ursprünglich angenommen.
Neue Richtlinien könnten folgen

Die neuen Erkenntnisse erlauben es den Autoren, neue Richtlinien zu entwickeln, die dabei helfen könnten, die Qualität und Authentizität genomischer Daten, die von potenziellen früheren Krankheitserregern gewonnen wurden, zu verbessern.

Mit der Rekonstruktion des kompletten Genoms ist es zudem gelungen, eine wichtige Referenz zu schaffen, mit deren Hilfe neue Einblicke in evolutionäre Schlüsselereignisse, Adaptionen und die Auswirkungen des Bakteriums auf den Menschen gewonnen werden können.

Das erscheint umso bedeutsamer, als auch heute noch die Pest in vielen Teilen der Welt zahlreiche Opfer fordert.

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