Der genetische Einfluss von Krankheitserregern auf die menschliche Gesundheit

Pathogene, oder Keime, die Krankheiten verursachen, sind seit tausenden von Jahren Teil des menschlichen Lebens. Als die Leute von kleinen Gruppen von Jägern und Sammlern zu grösseren landwirtschaftlichen Gemeinschaften mit domestizierten Tieren übergingen, sprangen wahrscheinlich neue Keime von Tieren auf Menschen über. Diese Veränderung erlaubte es Krankheiten, sich leichter unter den Leuten zu verbreiten. Trotz Verbesserungen in Sauberkeit und Behandlungsmöglichkeiten waren Keime in den letzten Jahren für eine beträchtliche Anzahl von Todesfällen weltweit verantwortlich. Das zeigt den starken Einfluss, den Keime auf die menschliche Evolution und Gesundheit hatten.

#Genetischer Einfluss von Pathogenen

Die Auswirkungen vergangener Krankheiten auf Menschen sind in unserer DNA zu sehen. Wissenschaftler können durch das Studium verschiedener Populationen Änderungen in Genen identifizieren, die von Krankheiten geprägt wurden. Es gibt verschiedene Methoden zur Analyse genetischer Daten, mit denen Forscher spezifische immunbezogene Gene finden können, die möglicherweise von Pathogenen beeinflusst wurden. Ein wichtiges Konzept ist der "selektive Sweep", bei dem eine bestimmte Genvariante in einer Population häufiger wird, weil sie einen Vorteil gegen eine Krankheit bietet, was dazu führt, dass nahegelegene Genvarianten ebenfalls zunehmen.

#Virusinteragierende Proteine (VIPs)

Eine wichtige Gruppe von Genen sind die, die virusinteragierende Proteine (VIPs) kodieren. Diese Proteine helfen Viren, sich zu vermehren oder mit menschlichen Zellen zu interagieren. Forschungen haben gezeigt, dass in bestimmten Populationen Gene, die mit Coronaviren in Verbindung stehen, Anzeichen dafür zeigen, dass sie aufgrund vergangener Coronavirus-Ausbrüche ausgewählt wurden. Ähnliche Beweise fanden sich jedoch nicht für VIPs, die mit DNA-Viren assoziiert sind.

#Jüngste Coronavirus-Epidemien

In den letzten Jahrzehnten wurden mehrere Epidemien mit Coronaviren in Verbindung gebracht, wie COVID-19, MERS und SARS. Diese Viren springen oft von Tieren auf Menschen über. Ausserdem sind einige Coronaviren jetzt in menschlichen Populationen verbreitet, wie HCoV-229E und HCoV-NL63. Es ist möglich, dass diese gängigen Coronaviren in der Vergangenheit als ernste Ausbrüche begannen. Die Anzeichen genetischer Selektion, die in früheren Studien beobachtet wurden, könnten die Auswirkungen dieser vergangenen Epidemien auf die aktuelle menschliche Genetik widerspiegeln.

Die COVID-19-Pandemie traf vor allem ältere Menschen, was ihre langfristigen Auswirkungen auf die menschliche Evolution, insbesondere in Bezug auf die Fortpflanzung, einschränken könnte. Allerdings hat sich Long COVID als Zustand herausgestellt, der verschiedene Altersgruppen betrifft und zu dauerhaften Gesundheitsproblemen führen kann. Das bedeutet, dass es immer noch genetische Faktoren geben könnte, die die Auswirkungen von COVID-19 auf verschiedene Populationen beeinflussen.

#Bedeutung des Verständnisses von Pathogenexposition

Die Entdeckung, dass frühere Coronavirus-Ausbrüche möglicherweise in ostasiatischen Populationen stattgefunden haben, hat entscheidende Implikationen für das Verständnis, wie frühere Expositionen gegenüber Krankheiten die aktuelle Verwundbarkeit gegenüber neuen Krankheiten beeinflussen können. Obwohl frühere Studien solide Schlussfolgerungen lieferten, basierten sie auf kleinen Stichprobengrössen. Grössere Forschungen sind nötig, um historische Selektionsereignisse in ostasiatischen und anderen Populationen besser zu identifizieren.

#Neue Erkenntnisse aus Biobank-Daten

Um diese Lücke zu schliessen, wurde eine Studie durchgeführt, die genetische Daten aus einer grossen Gruppe von Individuen aus zwei wichtigen Biobanken, der China Kadoorie Biobank und der UK Biobank, verwendete. Diese Studie zielte darauf ab, frühere Erkenntnisse über die Verbindungen zwischen VIPs und Genomregionen, die Anzeichen von Selektion aufgrund vergangener Krankheiten zeigen, zu bestätigen. Die Ergebnisse zeigten, dass VIP-Gene, die mit Coronaviren assoziiert sind, in genetischen Regionen, die in Individuen aus China einer Selektion unterzogen wurden, angereichert waren, jedoch nicht bei denen aus dem Vereinigten Königreich.

#Methoden zur Analyse

Um Bereiche zu identifizieren, die von natürlicher Selektion betroffen sind, wurden zwei Hauptmethoden eingesetzt. Die erste war eine Technik, die eine Hauptkomponentenanalyse (PCA) verwendet, um Variationen in DNA-Sequenzen zu finden, die auf langreichweitige Kopplungsungleichgewichte (LRLD) hinweisen, was ein Zeichen für selektiven Druck ist. Die zweite Methode, saltiLASSi, konzentriert sich auf die Analyse der Häufigkeit genetischer Varianten in der Bevölkerung. Beide Methoden wiesen auf eine signifikante Anreicherung von VIP-Genen hin, die mit Coronaviren in den Daten der chinesischen Bevölkerung verbunden sind.

#Einblicke aus verschiedenen Virusklassen

Die Studie klassifizierte VIPs basierend auf ihren Interaktionen mit verschiedenen Typen von Viren, einschliesslich DNA- und RNA-Viren. Die Ergebnisse zeigten, dass Gene, die mit Coronaviren in Verbindung stehen, eine signifikante Anreicherung in der Nähe von Selektionsregionen in Ostasiaten aufwiesen, was die Idee weiter unterstützt, dass diese Populationen starken selektiven Druck von vergangenen Coronavirus-Ausbrüchen ausgesetzt waren. Besonders auffällig ist, dass Gene, die mit DNA-Viren assoziiert sind, dieses Muster nicht zeigten, was frühere Erkenntnisse über das Fehlen von Selektion in Bezug auf DNA-Virus-VIPs bestärkt.

#Regionale Analyse innerhalb Chinas

Die Forschung untersuchte auch geografische Variationen in China, da die Teilnehmer aus verschiedenen Regionen rekrutiert wurden. Während keine klaren regionalen Unterschiede zutage traten, hob die Studie hervor, dass der historische Kontext von Bevölkerungsbewegungen spezifische Selektionssignale möglicherweise überdeckt hat. Daher könnten frühere Coronavirus-Epidemien Populationen in ganz Ostasien betroffen haben, anstatt auf bestimmte Gebiete beschränkt zu sein.

#Verbindung zu aktuellen COVID-19-Forschungen

Um die aktuellen Implikationen dieser Ergebnisse zu erkunden, verglichen die Forscher die im Studium identifizierten Selektionsregionen mit bekannten genetischen Assoziationen, die mit COVID-19 in Verbindung stehen. Während einige Überschneidungen beobachtet wurden, zeigten die Ergebnisse keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden untersuchten Populationen. Das wirft Fragen auf, ob die frühere Exposition gegenüber Coronaviren zu genetischen Anpassungen geführt hat, die die Verwundbarkeit gegenüber COVID-19 heute beeinflussen.

#Fazit

Die Forschung stärkt die Idee, dass historische Coronavirus-Epidemien die genetische Zusammensetzung ostasiatischer Populationen beeinflusst haben, wie durch bemerkenswerte Verbindungen zwischen VIP-Genen und Selektionsbereichen zu sehen ist. Die Ergebnisse betonen die Bedeutung, wie vergangene Krankheiten die menschliche Evolution geprägt haben und wie sie die aktuelle Anfälligkeit für neue Krankheiten beeinflussen könnten. Laufende Forschungen in diesem Bereich könnten zu einem besseren Verständnis und zu besseren Reaktionen auf Infektionskrankheiten führen und die Rolle hervorheben, die die Geschichte in unserer Gesundheit von heute spielt.

#Unterstützende Informationen

Diese Studie bietet bedeutende Einblicke in die genetische Landschaft, die durch historische virale Epidemien, insbesondere bezüglich Coronaviren, geprägt ist. Durch die Nutzung grosser Datensätze und die Anwendung robuster Analyseverfahren tragen die Ergebnisse wertvolle Kenntnisse bei, die zukünftige Forschungen über Krankheitsanfälligkeit und menschliche Evolution informieren könnten.