Ученые впервые полностью секвенировали геном жертвы извержения Везувия

Коллектив ученых из университетов Рима и Саленто (Италия), Копенгагена (Дания), Минас-Жерайса (Бразилия) и Калифорнии (США) сообщил о первом успешном секвенировании всего генома человека, погибшего в Помпеях в конце августа 79 года нашей эры, в результате извержения Везувия. Результаты исследования опубликованы сегодня в журнале Scientific Reports.

Портовый город Помпеи к югу от Неаполя процветал во времена Римской империи — пока в один летний день извержение вулкана полностью его не разрушило и не погребло вместе с более чем двумя тысячами жителей под пеплом. По мнению исследователей, богатые римляне приезжали в Помпеи как на курорт, хотя город был важен и для торговли. Несколько местных зданий сохранились исключительно хорошо: в их числе — Casa del Chirurgo (Дом хирурга), Casa del Fauno (Дом Фавна) и Casa dei Casti Amanti (Дом целомудренных влюбленных).

Помпеи активно изучают с XIX века, и процесс не останавливается до сих пор. Однако биоархеологические и генетические исследования останков жертв Везувия были сложной задачей: дело в том, что воздействие высоких температур (а изначальная температура лавы этого еще действующего вулкана оценивается примерно в 800-1000 градусов Цельсия) разрушает межклеточное вещество костной ткани, изменяет структуру минерала биоапатита и в итоге снижает качество и количество доступной для извлечения ДНК. С другой стороны, плюс для ученых здесь в том, что пирокластические материалы — обломочные продукты взрывного извержения вулканов, которыми были покрыты скелеты — защитили их от воздействия окружающей среды, а ДНК жертв — от разложения.

Авторам предыдущих работ удавалось извлечь дезоксирибонуклеиновую кислоту как из человеческих, так и из животных останков в Помпеях. Однако они вынуждены были ограничиваться короткими отрезками митохондриальной ДНК, полученными при помощи методов, основанных на полимеразной цепной реакции (ПЦР). Теперь, благодаря новым технологиям, в частности так называемому методу дробовика для секвенирования длинных участков ДНК, ученые могут получить больше данных из образцов, которые ранее не были пригодны для генетических исследований.

На этот раз предметом изучения стали останки двух человек, найденные в помпейском Casa del Fabbro (Дом ремесленника): как и многие в этом городе, они, судя по всему, не придали значения надвигающейся катастрофе, поэтому извержение застало их врасплох — отдыхающими после трапезы на чем-то вроде кушеток в триклинии.

Первой жертвой оказался мужчина 35-40 лет и ростом около 164 сантиметров. Второй — женщина старше 50 лет и ростом 153,1 сантиметра. Ученые извлекли и секвенировали ДНК обоих погибших, но весь геном удалось секвенировать только для мужчины (в аминокислотной последовательности белков женщины были пробелы).

Сравнив ДНК мужчины с ДНК более чем тысячи древних жителей Западной Евразии и около 500 современников, команда узнала, что умерший в Помпеях имеет наибольшее сходство с нынешним населением центральных регионов Италии и другими людьми, жившими на этой территории в период Римской империи.

Но анализ митохондриальной ДНК и исследование Y-хромосомы выявили и гены, которые встречаются у жителей острова Сардиния (гаплогруппа HV0a) и отсутствуют у тех, кто населял Италию в римскую эпоху. По словам ученых, из этого следует, что в начале нашей эры на Апеннинском полуострове, вероятно, наблюдался высокий уровень генетического разнообразия.

«Можно предположить, что благодаря расширению и увеличению размеров популяции в эпоху Римской империи римский генетический фонд внес вклад в близлежащие популяции с генетическими маркерами, которые до сих пор можно проследить в современных регионах Средиземноморья. Наши результаты показали сильное родство индивидуума А (мужчина 35-40 лет) с неолитическими анатолийцами, его гаплогруппа Y-хромосомы сегодня встречается только среди современных сардинцев. Вероятно, эта мужская линия в эпоху неолита «прибыла» на Апеннинский полуостров с анатолийским источником», — пишут авторы статьи. 

Тем не менее, поскольку погибший в Помпеях больше всего генетически близок жителям Центральной Италии римской эпохи, нет сомнений, что он был именно уроженцем Penisola italica. А вот принадлежал ли этот человек к местному населению Помпеев либо просто приехал туда погостить — определить трудно.

Затем, изучив скелет мужчины, ученые выявили повреждения на одном из поясничных позвонков: обычно такое характерно для туберкулезного спондилита — хронического инфекционного заболевания позвоночника, при котором нарушаются функции поврежденных позвонков и развивается болевой синдром.

Авторы работы уверены, что хотя их исследование ограничилось одним человеком, они заложили основу для изучения останков остальных жертв извержения Везувия при помощи палеогеномных методов.