DNA trong răng cổ đại tiết lộ lịch sử tiến hóa virus herpes

Virus herpes, hay còn gọi là bệnh mụn rộp, gồm hai chủng HSV-1 và HSV-2, gây ra các triệu chứng nhiễm trùng da, các vết loét hoặc phá hủy cấu trúc của tế bào ở mắt, lưỡi, cổ họng, môi, bộ phận sinh dục và các bộ phận khác trong cơ thể. Herpes có thể gây bệnh ở người, bất kể giới tính và tuổi tác, và có thể dẫn đến các biến chứng nghiêm trọng, nhưng đặc biệt nguy hiểm ở trẻ sơ sinh. Virus này thường ẩn náu trong hệ thần kinh ở trạng thái không hoạt động, trước khi di chuyển vào máu và bùng phát thành vết loét. Ngày nay, HSV-1 đã lây nhiễm cho khoảng 2/3 dân số toàn cầu dưới 50 tuổi.

Răng là kho báu DNA cổ đại vì cấu trúc tinh thể của nó có khả năng bảo vệ các phân tử sinh học khỏi bị thoái hóa. Trong thập kỷ qua, các nhà khoa học đã sử dụng các công nghệ giải trình tự ngày càng chính xác để từ DNA tìm thấy trong răng mà tái tạo bộ gen của người và động vật từ xa xưa - trong đó lâu đời nhất là voi ma mút đã chết cách đây 1,6 triệu năm. Trong quá trình này, họ đã tìm ra nhiều vật liệu di truyền của vi khuẩn và virus được bảo tồn trong răng. Các răng đều có mạch máu ở gốc, vì vậy khi người hoặc động vật chết, răng trở thành kho lưu trữ bất kỳ mầm bệnh nào có trong máu tại thời điểm chết.

Năm 2013, các nhà khoa học đã sử dụng DNA chiết xuất từ ​​răng để xác nhận rằng bệnh dịch hạch Justinian, tràn qua Địa Trung Hải và Bắc Âu vào thế kỷ thứ sáu, là đợt bùng phát lớn đầu tiên của vi khuẩn dịch hạch Yersinia pestis. Và vào tháng 6/2022, một nhóm các nhà nghiên cứu khác cho biết, chủng Yersinia pestis gây ra đại dịch Cái chết Đen - giết chết hơn 60% dân số một số vùng Âu-Á vào thế kỷ XIV - có thể đã phát triển ở Kyrgyzstan ngày nay, dựa trên cơ sở DNA trong răng được tìm thấy trong vùng đó.

Nghiên cứu DNA cổ đại cũng cho thấy lịch sử của các mầm bệnh ít gây chết người hơn, chẳng hạn như herpes. Năm 2016, nhà sinh học phân tử khảo cổ Christiana Scheib tại Đại học Tartu Estonia và các đồng nghiệp tình cờ phát hiện các chuỗi di truyền có vẻ khớp với HSV-1 khi đang tìm kiếm dấu vết của Yersinia pestis trong chiếc răng 600 năm tuổi của một thiếu niên.

Cho đến thời điểm đó, “chưa có DNA virus herpes cổ đại nào từng được công bố”, Scheib nói. Bộ gen herpes lâu đời nhất được ghi nhận đã được phân lập từ một người sống ở New York vào năm 1925. Khám phá này khiến nhóm Scheib tiếp tục tìm kiếm các dấu hiệu của bệnh herpes ở những bộ hài cốt khác.

Sau khi phân loại hàng chục hài cốt, các nhà nghiên cứu cuối cùng đã tìm thấy và trích xuất DNA virus herpes từ răng của ba người chết vì nhiễm trùng cấp tính, trong đó có một phụ nữ trẻ được chôn cất ở ngoại ô Cambridge, Vương quốc Anh, vào thế kỷ thứ sáu.

Bằng cách đánh giá các đột biến di truyền phát triển giữa bốn bộ gen cổ đại và so sánh chúng với các chủng HSV-1 hiện đại, nhóm nghiên cứu suy luận rằng tất cả chúng đều có một tổ tiên chung xuất hiện cách đây khoảng 5.000 năm. Trước đó, đã có các chủng herpes khác nhau lưu hành, nhưng 5.000 năm trước HSV-1 xuất hiện và lập tức chiếm ưu thế hoàn toàn. Trước nghiên cứu này, HSV-1,gây lở loét môi ở người, từng được cho là đã xuất hiện ở châu Phi cách đây hơn 50.000 năm.

Chưa rõ chính xác điều gì đã khiến cho HSV-1 lây nhiễm vượt trội so các phiên bản cũ. Nhưng theo Scheib, phân tích của họ cho thấy HSV-1 xuất hiện trong một giai đoạn di cư ồ ạt trong thời kỳ đồ đồng, và có thể virus đã di chuyển từ lục địa Âu Á đến các vùng thuộc châu Âu ngày nay theo cách này.

Và HSV-1 có thể đã lan rộng từ đó cho đến ngày nay do hành vi hôn môi ngày càng trở nên phổ biến. Hôn môi ra đời cách đây khoảng 3.500 năm trên tiểu lục địa Ấn Độ và có lẽ sau đó đã du nhập vào châu Âu trong các chiến dịch quân sự của Alexander Đại đế vào thế kỷ thứ tư. Herpes thường lây từ cha mẹ sang con cái khi tiếp xúc gần gũi, và hôn môi có thể đã tạo thành một con đường lây nhiễm từ người sang người nhanh hơn và trên diện rộng hơn.