3'50" 읽기
- 흑사병 병원체는 1338년 사망자 3명에게서 흑사병 병원체 DNA가 검출
- 140년 전 키르기스스탄의 Issyk-Kul 호수 근처에서 중세 유럽의 흑사병 무덤 발견
- 전염병의 확산을 주도한 것은 몽골과 그들의 원정이 아니다.
- 아마도 중앙아시아, 흑해 지역 및 지중해 사이의 무역이었을 것

"흑사병"의 기원 확인
중세 흑사병의 원인균은 현재의 키르기스스탄 북부에서 왔다.

연구원들이 역사상 최악의 전염병 전염병인 중세의 "흑사병"의 "그라운드 제로"를 찾아냈다.
이에 따르면 당시 흑사병 병원체는 1338년 사망자 3명에게서 흑사병 병원체 DNA가 검출됐음을 시사하는 바와 같이 지금의 키르기스스탄 북부 지역에서 유입됐다. DNA는 또한 이 박테리아가 모든 흑사병 변종의 직접적인 조상임을 밝혀냈다고 팀은 네이처에 보고했다. 

▲ 페스트 박테리아 예르시니아 페스티(Yersinia pesti)의 형광 이미지. © CDC

1347년은 유럽에서 "흑사병"이 발생한 해다. 벼룩과 이가 옮기는 예르시니아 페스티스(Yersinia pestis) 박테리아는 빠르게 퍼졌고 다음 해에는 서부 유라시아 인구의 최대 60퍼센트가 사망했다. 그 후에도 병원균은 몇 세기 동안 반복적으로 지역 발병을 촉발시켰다. 그러나 고대 유스티니아누스 흑사병 이후에 이 두 번째 대유행 전염병이 시작된 곳은 오늘날까지 여전히 논쟁거리였다.

"역사적 기록과 유전 데이터를 기반으로 한 가설은 서부 유라시아에서 동아시아에 이르기까지 가능한 많은 장소를 고려했다"라고 튀빙겐 대학의 Maria Spyrou와 동료들이 설명했다. 일부 과학자들은 남아시아의 카라코룸(Karakorum) 지역에서 흑사병의 기원을 의심하고 다른 과학자들은 몽고 제국이 전염병의 가능한 원인이라고 생각한다. 징기스칸조차도 전염병으로 죽었을 수 있다고 그들은 의심한다.

▲ 그림 1: 조사된 14세기 Chuy Valley 고고학 유적지에 대한 설명. a, 현대 키르기스스탄의 Kara-Djigach 및 Burana 고고학 유적지의 위치. 현재 Y. pestis foci를 포함하는 지역은 파란색으로 강조 표시되어 있다. 지도는 https://www.naturalearthdata.com/의 Natural Earth 벡터 지도 데이터 사용 b, 1338년에서 1339년 사이에 발굴된 매장지가 가장 집중된 '채플 1'로 지칭되는 Kara-Djigach 공동 묘지 내의 지역. 매장 날짜는 관련 묘비를 기준으로 결정됐. 사이트 맵은 1885년 N. Pantusov가 만든 원본을 기반으로 다시 그려졌다. 이 연구에서 aDNA를 사용하여 무덤 6, 9, 20, 22 및 28(굵게 표시된 숫자)의 개인을 조사했다. 줄무늬 패턴으로 표시된 매장은 Y. pestis 감염의 증거를 보여주는 개체 BSK001, BSK003 및 BSK007과 연관되었다. c, Kara-Djigach(n = 456) 및 Burana(n = 11)의 연간 묘비 수. 참조에서 업데이트된 데이터 세트. d, 읽을 수 있는 역병 관련 비문이 있는 Kara-Djigach 묘지의 묘비. 비문은 '1649년[=AD 1338년]에 번역되었으며 Turkic Bars에서는 호랑이의 해였다. 이것은 신자 Sanmaq의 무덤이다. [그는] 역병[=mawtānā]'으로 사망했다. (출처: 관련논문 The source of the Black Death in fourteenth-century central Eurasia)

Issiköl 호수에서 단서 찾기

Spyrou와 그녀의 동료들은 최근 또 다른 연결점을 따랐다. 고고학자들은 140년 전에 키르기스스탄의 Issyk-Kul 호수 근처에서 중세 유럽의 흑사병 무덤을 발견했다. 그 이후로 Kara-Jigach와 Burana의 공동묘지에서 죽은 이들이 역병으로 죽었을지 여부에 대한 추측이 있어 왔다.

이 질문을 명확히 하려고 연구팀은 중세 페스트 희생자 7명에게서 샘플을 채취해 페스트 병원체 Yersinia pestis의 유전적 구성을 분석했다. 그들은 그들이 찾고 있던 중세 페스트 희생자 세 명을 찾았다. 죽은 자의 조직에는 Yersinia pestis의 DNA가 들어 있었다. 공동 저자인 스털링 대학(University of Sterling)의 필 슬라빈(Phil Slavin)은 "드디어 묘비에 언급된 전염병이 실제로 전염병에 의해 유발되었음을 증명할 수 있었다"고 말했다.

▲ 1338년의 흑사병 희생자가 있는 두 묘지는 붉은색 테두리 부분에 있으며 흑사병이 발병한 곳이 바로 이곳이다. © CDC

흑사병의 ​​조상

문제는 중앙아시아에서 발생한 이 지역 전염병과 몇 년 후 유럽에서 유행한 "흑사병" 사이에 연관성이 있었을까?
답을 찾기 위해 Spyrou와 그녀의 팀은 다음으로 키르기스스탄의 전염병 게놈의 DNA 염기서열을 예르시니아 페스티스의 현대 및 역사적 대표자 47명의 염기서열과 비교했다. 이 데이터를 이용해 흑사병 병원체의 가계도를 재구성하고 키르기스스탄의 병원체를 진화론적으로 분류하려고 시도했다.

▲ 그림 2: BSK001/003과 공개된 Y. pestis 게놈 다양성 간의 비교.현재 연구에 사용된 모든 역사적 Y. pestis 게놈의 지도(n = 48). 색상은 b에 묘사된 것처럼 1300에서 1800 사이의 척도에서 다양한 게놈 연령을 나타낸다. 이 그림의 모든 패널에서 색상 스케일이 유지된다. 겹치는 기호의 가시성을 돕기 위해 지도에 게놈을 플로팅하기 위한 지터 옵션이 구현되었다. https://www.naturalearthdata.com/의 Natural Earth 벡터 지도 데이터를 사용. b, GrapeTree50을 사용하여 시각화한 2,960개의 SNP를 기반으로 한 Y. pestis 최대 가능성 계통 발생. 계통 발생의 묘사된 부분은 BSK001/003과 가장 가까운 관련 계통을 포함. (완전히 레이블이 지정된 트리의 경우 확장 데이터 그림 5 참조). 출판된 역사적 균주의 색상은 다음과 일치. 척도는 게놈 부위당 치환 수를 나타낸다. c, 14세기 Y. pestis 게놈에서 공유되는 진단적 SNP의 풍부함. 가지 1의 모든 현대 게놈 간에 공유되어 이 분기를 정의하는 진단 SNP(n)의 수는 203개의 현대 Y. pestis 게놈의 비교 SNP 테이블에서 검색되었다. SNP 공유는 3중 SNP 호출 임계값에 따라 각 진단 위치의 대립유전자 상태를 결정하여 평가했다. 오차 막대는 각각의 고대 게놈에서 누락된 데이터(n)의 정도를 나타낸다. (출처: 관련논문 The source of the Black Death in fourteenth-century central Eurasia)

결과:
키르기스스탄의 전염병 DNA는 14세기부터 알려진 다른 어떤 Yersinia pestis 유전자 서열보다 더 독창적이고 더 오래됐다. 그 운반자는 가계도의 중요한 지점에 있었다. 키르기스스탄은 대규모 다각화 사건의 중심에 있다”라고 Spyrou가 보고했다.

4개의 역병 라인이 만나는 지점에서

이전에는 대략 10세기에서 14세기 사이로 추정할 수 있었던 이 사건에서 Yersinia pestis는 오늘날에도 여전히 존재하는 네 가지 변종으로 나뉜다. 이 빠르고 강력한 분열은 페스트 병원체의 수천 년 역사에서 거의 유일하며 "페스트 다양성의 빅뱅"으로 간주된다. 이 사건은 또한 흑사병의 확산과 밀접하게 연관돼 있다. 아마도 중세 전염병 동안 이 박테리아에 대한 대규모 확산과 숭배가 이 병원체가 4개의 새로운 혈통을 개발할 수 있도록 했을 것이다.

키르기스스탄의 DNA 샘플은 이제 4개의 모든 전염병 라인의 조상이 Issiköl 호수 주변 지역에서 왔다는 것을 보여준다. 연구원들에 따르면 이것은 중세 페스트의 원인이 중앙아시아에서 왔음을 시사한다. "우리는 실제로 흑사병의 기원과 흑사병이 발생한 정확한 시간인 1338년을 결정하는 데 성공했다"라고 Spyrou는 말했다.

▲ 그림 4: 현대 0.ANT 계통의 지리적 격리 위치. a, 2,441개의 게놈 전체 변이 위치를 기반으로 한 최대 가능성 계통 발생 수. 이 트리(tree)는 지도에 표시된 사용 가능한 0.ANT 게놈과 BSK001/003 사이의 유전적 관계를 나타내도록 구성되었다. 최신 분기는 트리 명확성을 향상시키기 위해 축소되었다(전체 트리는 확장 데이터 그림 8 참조). b, Kara-Djigach 균주에 가장 가까운 조상 분기 계통에 속하는 0.ANT 균주(보충 표 21)의 지리적 격리 위치를 나타내는 지도. 이 지도에는 전체 게놈 데이터(0.ANT 계통 1, 2, 3 및 5로 추가 지정)와 4개의 계통 중 하나에 속하는 0.ANT로 광범위하게 정의되는 PCR 유전자형 분리주가 모두 포함된다. 정확한 지리적 좌표를 사용할 수 없는 균주의 경우 관련 전염병 저장소에 따라 위치를 대략적으로 계산했다. 겹치는 기호의 가시성을 돕기 위해 지도에 개체를 표시하기 위한 지터 옵션이 구현되었다. https://www.naturalearthdata.com/의 Natural Earth 벡터 지도 데이터 사용 (출처: 관련논문)

마멋에서 인간으로

팀은 박테리아가 마멋에서 Issiköl 호수 지역의 사람들에게 퍼졌다고 가정한다. 오늘날에도 이 지역의 마멋과 벼룩에서 격리된 전염병 병원체가 발견된다. "오늘날 우리는 고대 문이 발견된 곳과 매우 가까운 Tian Shan Mountains 주변의 전염병 저장고에서 고대 문과 가장 밀접하게 관련된 현대 문을 발견했다"라고 라이프치히 Max Planck 진화 인류학 연구소의 수석 저자인 Johannes Krause가 설명했다.

▲ 오늘날에도 이 지역의 마멋과 벼룩에서 격리된 전염병 병원체가 발견된다.

이 모든 것이 암시하는 것은 흑사병의 조상은 중국이나 남아시아에서 서쪽으로 옮겨온 것이 아니라 중앙아시아의 인간에게만 퍼졌다. 따라서 전염병의 확산을 주도한 것은 몽골과 그들의 원정이 아니라 아마도 중앙아시아, 흑해 지역 및 지중해 사이의 무역이었을 것이다. 흑사병이 지중해와 유럽에 퍼지기 직전인 1346년에 최초의 흑해 흑사병이 발생했다는 것은 적절하다.
(Nature, 2022; doi: 10.1038/s41586-022-04800-3)
출처: Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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