Anzeige
Researchers from Ireland, China, France, Germany and the United States, including Northern Arizona University’s Paul Keim and David Wagner, have turned back the clock to examine the past 10,000 years of global plague disease events. Their findings regarding the plague pathogen, Yersinia pestis, will be published in an upcoming issue of the international science journal, Nature Genetics.
Keim, director of NAU’s Center for Microbial Genetics and Genomics and division director of Translational Genomics Research Institute, said that while the plague is less of a threat to humans than at other periods in history, such as the Middle Ages, the current plague research can be applied to ongoing health threats around the world.
This type of DNA fingerprinting can be used to characterize both natural and nefarious plague outbreaks—which is crucial when a bacterium is used as a biological weapon.
“This work is more of a model for our control of epidemic diseases such as Salmonella, E. coli and influenza,” Keim said. “Plague took advantage of human commercial traffic on a global scale, just as the flu and food-borne diseases do today. Future epidemiologists can learn from this millennium-scale reconstruction of a devastating disease to prevent or control future infectious disease outbreaks.”
Tracking the worldwide spread of plague required identifying mutations in as many strains as possible. But transferring live bacterium across country boundaries is highly regulated and difficult due to its potential danger, presenting a challenge to scientists.
To make this research possible, the team devised an innovative research strategy of decentralized experiments where scientists in worldwide locations worked with one or several of 17 complete plague whole genome sequences. By electronically combining all of the research data, the team identified hundreds of variable sites in the DNA while assembling one of the largest dispersed global collections of plague isolates. That data was used to reconstruct the spread of plague pandemics, calculate the age of different waves of outbreak and was linked to descriptions in the historical record to better explain the current existence of plague.
The results serve as a map of how the plague made its way around the globe.
Their collaborative research determined that the plague pathogen originated in or near China where it has evolved and emerged multiple times to cause global pandemics. The international team also identified unique mutations in country-specific plague lineages.
Tracing its evolution, the plague spread over various historical trade routes as early as the 15th century. Chinese admiral and explorer Zheng He’s travels may have taken the plague to central Africa. The Silk Road, which led from China to Western Asia and on to Europe as described by Marco Polo, also may have served as an avenue for disease. The latest plague pandemic of the late 1800s still persists today in wild rodents throughout the western United States.
“The plague found its way to the United States in the late 19th and early 20th century through multiple port cities by infected ship-borne rats,” said Wagner, assistant professor of biological sciences at NAU. “Based upon DNA variation detected from these comparisons, we determined that the original plague strains that infected the U.S. had their origin in Asia and likely made their way to California via Hawaii.”
While plague pandemics are something of the past, the disease has never fully disappeared. The bacterium remains ecologically established in animal populations around the world, and has resurfaced in Africa and Madagascar.
“This study gives one the exciting feeling that we are able to rewind time,” said Elisabeth Carniel, director of the National Reference Laboratory and World Health Organization Collaborating Center for Yersinia at the Institut Pasteur in Paris. “However, this should not lead us to consider plague a disease of the past. We are observing its re-emergence in countries where it has been silent for decades. Therefore, far from being extinct, plague is a re-emerging disease.”
The scientists’ research, “Yersinia pestis genome sequencing identifies patterns of global phylogenic diversity,” is available through advance online publication at the Nature Genetics website.
CONTACTS:
Cindy Brown
NAU Office of Public Affairs
(928) 523-0611
Cindy.Brown@nau.edu
Dr. David Wagner
(928) 523-0686
Dave.Wagner@nau.edu
Dr. Paul Keim
(928) 523-1078
Paul.Keim@nau.edu
Cindy Brown | Quelle: Newswise Science News
Weitere Informationen: www.nau.edu
Weitere Berichte zu: DNA > fingerprinting > Genetics > genome sequence > Genomics > Marco Polo > Nature Immunology > plague > Yersinia pseudotuberculosis
Mütterliche Antikörper behindern Impfschutz bei jungen Katzen
22.05.2012 | Paul-Ehrlich-Institut - Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel
Der nukleare GAU ist wahrscheinlicher als gedacht
22.05.2012 | Max-Planck-Institut für Chemie
Unter Federführung der Empa erscheint ein neues Standardwerk, das die europäische Forschung an Nanopartikeln vereinheitlichen soll.
Exakte Laborvorschriften zur Herstellung definierter Nanopartikel und zu deren Analytik stellen die Arbeiten auf diesem Gebiet auf eine neue Grundlage und machen sie erstmals vergleichbar. Herausgeber ist Harald Krug, Leiter des Empa-Departements «Materials meet Life».
Das neue Standardwerk soll Schluss machen mit dem «babylonischen Sprachgewirr», das derzeit noch in der Nanoforschung ...
Bei rheumatischen Erkrankungen erlauben moderne bildgebende Verfahren weit mehr als nur die Darstellung der knöchernen Gelenkstrukturen.
Mit funktionellen Untersuchungsmethoden wie der hochauflösenden Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie (SPECT) können pathologische Knochenumbauvorgänge bereits sehr früh nachgewiesen werden, mitunter schon zu einem Zeitpunkt, zu dem selbst die MRT-Diagnostik noch unauffällig ist. Eine Studie der Universitätsradiologie Düsseldorf, die jetzt auf dem 93. Deutschen Röntgenkongress vorgestellt wurde.
In der Rheumatologie hat sich in den letzten ...
Wirkmechanismus eines der ältesten Arzneimittel der Menschheit aufgeklärt
Rizinusöl ist vor allem als effektives Abführmittel bekannt, wurde aber auch bereits in der Antike bei Schwangeren zur Förderung der Wehentätigkeit eingesetzt.
Erst jetzt ist es Wissenschaftlern vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung gelungen, die entscheidenden Details des Wirkmechanismus zu entschlüsseln. Verantwortlich ist demnach ein Rezeptor mit dem Namen EP3 auf ...
Pünktlich zum morgigen Weltschildkrötentag wird die Artenliste der Panzerträger um zwei Namen reicher.
Wissenschaftler des Senckenberg Forschungsinstitutes in Dresden haben gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam zwei neue Arten der afrikanischen Gelenkschildkröte identifiziert. Die zugehörige Studie ist kürzlich im Fachjournal „Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research“ erschienen.
Gelenkschildkröten sind die Bewegungskünstler unter den landlebenden Schildkröten. Aufgrund eines Scharniers im Rückenpanzer können die in Afrika ...
Eine Forschungsgruppe der Universität Ulm hat einen neuartigen molekularen Schalter im Gehirn identifiziert, der eine wichtige Rolle bei der Steuerung der postnatalen Neurogenese im Gyrus dentatus spielt, der Unterregion im Hippocampus, in der lebenslang Nervenzellen aus neuralen Stammzellen gebildet werden.
„Unsere Untersuchungen beschreiben erstmals einen neuen und letztlich unerwarteten Signalweg bei der Regulation der Neurogenese im Hippocampus“, sagt Professor Stefan Britsch, Direktor des Instituts für Molekulare und Zelluläre Anatomie, der die Arbeit dieser Tage gemeinsam mit Dr. Ruth Simon im international renommierten Fachblatt EMBO-Journal veröffentlicht. An dem von der Deutschen ...
Anzeige
Anzeige

Mütterliche Antikörper behindern Impfschutz bei jungen Katzen
22.05.2012 | Biowissenschaften Chemie
Researchers Improve Fast-Moving Mobile Networks
22.05.2012 | Kommunikation Medien
New microscope uses rainbow of light to image the flow of individual blood cells
22.05.2012 | Medizintechnik
Bericht zum Lachsmanagement: Die BLE auf der NASCO-Jahrestagung
22.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Plagiate und wissenschaftliches Fehlverhalten
22.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Der IdeenPark weckt Begeisterung für Technik
22.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten