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”Cerchiamo di ricostruire l’albero genealogico dell’umanità”

Intervista con l’archeogenetista Johannes Krause

© Thomas Victor
20 September 2021by Sigrid Hechensteiner

Come archeogenetista, Johannes Krause esamina il DNA antico dei reperti archeologici e lo confronta con il genoma contemporaneo. Si possono così trarre conclusioni sull’evoluzione degli esseri umani, e anche degli agenti patogeni. Nell’intervista parla degli antenati di Ötzi e dei “parenti” attuali, della peste come arma biologica e dei benefici della sua ricerca per la medicina moderna.

Krause: (ride) Beh, detta così suona un po' come se avessi qualcosa in più da offrire. Non è così. Ognuno contribuisce a una migliore comprensione del nostro passato grazie alla propria disciplina specifica. L’archeologo analizza il reperto nella sua interezza, compresi gli utensili e i vestiti, e poi contestualizza il tutto. Come archeogenetista creo un’impronta genetica dei resti umani. Da questo si possono trarre conclusioni sull’aspetto dell'individuo, ma anche sulle sue origini e sulle possibili relazioni con le popolazioni passate e presenti. Spesso riusciamo anche a ricostruire l’impronta genetica degli agenti patogeni come batteri o virus che erano presenti in quel individuo. Così impariamo di più sulle patologie del passato.

I reperti archeologici testimoniano che le popolazioni europee discendono da popolazioni africane. Come archeogenetista può collocare questo fatto nel tempo?

Krause: Sì. Le mutazioni nel DNA aiutano a creare gli alberi genealogici. Così possiamo dire esattamente quando la linea genetica delle popolazioni a sud del Sahara si è separata da quella delle popolazioni fuori dall’Africa. Gli esseri umani moderni hanno colonizzato l’Europa e l’Asia partendo dall’Africa orientale circa 55.000 anni fa. Né l’archeologia né l’antropologia forniscono queste informazioni.

Nel 2012 è stato decodificato il genoma di Ötzi. Cosa rivela delle sue origini?

Krause: Ötzi è un tipico individuo dell’età del rame. Una miscela genetica composta per il 70 per cento da agricoltori migrati in Europa dall’Anatolia circa 8.000 anni fa e per il 30 per cento da pre-europei, cioè da cacciatori-raccoglitori provenienti dall’Africa. Alcune centinaia di anni dopo Ötzi ci fu un’altra grande migrazione dall’Europa orientale. Nelle popolazioni europee di oggi ci sono tracce di questa terza componente genetica; in Ötzi invece non si trovano. E nemmeno – e questo è curioso – nei sardi di oggi.

Gli abitanti della Sardegna sono dunque i parenti più prossimi dell’Uomo venuto dal ghiaccio?

Krause: Geneticamente parlando, sì. Come isola, la Sardegna non ha vissuto la terza grande immigrazione dall’Est nella stessa misura in cui l’ha vissuta il resto d’Europa. In questo senso, il DNA dei sardi è il più vicino a quello delle popolazioni dell’età del rame.

Come archeogenetista, sequenzia anche il DNA di batteri e virus. Nello stomaco di Ötzi ha individuato il batterio helicobacter pylori, insieme ai colleghi di Eurac Research. Quali considerazioni ne ha tratto?

Krause: Ötzi è l’unica mummia congelata dell’età della pietra e quindi assolutamente eccezionale unica. Il fatto che lo stomaco fosse così ben conservato – fatto scoperto molto più tardi rispetto al ritrovamento – è un altro miracolo. Noi abbiamo decodificato il genoma di un helicobacter pylori trovato in questo stomaco e lo abbiamo confrontato con l’attuale ceppo europeo di helicobacter. Ed ecco, è molto diverso: questo ci suggerisce ancora una volta che Ötzi era portatore dei batteri del ceppo dell’età del rame, che rimanda ai ceppi asiatici dell’helicobacter di oggi.

Nel corso delle sue ricerche ha sequenziato anche il batterio della peste di diverse epoche e regioni.

Krause: Il batterio della peste può essere rilevato nello smalto dei denti, quindi basta avere resti del cranio. Quando abbiamo ricostruito il genoma della peste, abbiamo scoperto che circa 5.000 anni fa si sono aggiunti nuovi geni. Questi hanno reso l’agente patogeno particolarmente efficiente: all’improvviso poteva sopravvivere nelle pulci, portate in giro da ratti e topi. E questo è stato il fattore scatenante, circa 4.000 anni fa, della peste bubbonica, evoluta poi in pandemie. Ancora oggi scoppiano piccoli focolai regionali di peste bubbonica; i più recenti, per esempio, in Madagascar e in India. Grazie agli antibiotici, tuttavia, queste epidemie vengono tenute a bada. È curioso però che l’agente patogeno della peste sia ancora oggi oggetto di ricerca da parte dei ministeri della difesa di tutto il mondo.

Come mai?

Krause: Perché il batterio della peste è un’arma batteriologica pericolosa. Fu usato per la prima volta nel XIV secolo. Durante l’assedio della città di Caffa nella penisola di Crimea, i mongoli catapultarono i corpi morti oltre le mura della città. Dalla città portuale di Caffa, la peste si diffuse poi in tutta Europa. Durante la seconda guerra mondiale i giapponesi bombardarono le città cinesi con tappeti coperti di pulci della peste allevate – per fortuna però non si scatenò una grande epidemia. Ancora oggi, questo agente patogeno è considerato un’arma terroristica pericolosa. Se venisse diffuso attraverso i condotti dell’aria condizionata causerebbe la peste pneumonica, difficile da trattare.

In che modo la medicina moderna beneficia della paleogenetica?

Krause: La paleogenetica può rispondere a varie domande: come nascono e si sviluppano gli agenti patogeni in lunghi periodi di tempo? Quali mutazioni nel genoma umano ci rendono più suscettibili alle malattie? Come può un patogeno saltare da un animale come una pulce, una zanzara, un pipistrello o più recentemente un pangolino all’essere umano? Quanto velocemente muta? Sappiamo, per esempio, che l’agente patogeno della tubercolosi muta da dieci a 20 volte più velocemente di quello della lebbra. Questo significa anche che la resistenza agli antibiotici si verifica molto più frequentemente nella tubercolosi, il che deve essere preso in considerazione quando si sviluppano nuovi farmaci. L’archeogenetica aiuta a capire la biologia e l’evoluzione degli agenti patogeni a lungo termine.

Quali sono i suoi obiettivi per i prossimi dieci anni?

Krause: Attualmente stiamo costruendo l’ossatura della diversità genetica di tutte le popolazioni globali. Spero che nel prossimo decennio, con le serie di dati che stiamo generando e che aumentano in modo esponenziale, saremo in grado di tracciare la storia della popolazione attraverso lo spazio e il tempo fino ai giorni nostri. Lo stesso vale per gli agenti patogeni. Anche lì vogliamo avere una panoramica della loro evoluzione, in particolare per i virus, che hanno un tasso di mutazione 100 volte superiore a quello dei batteri. Ma soprattutto, vogliamo capire cosa fanno esattamente i singoli geni. Vent’anni dopo aver decodificato il genoma umano, ancora non lo sappiamo.

E che programmi ha ancora con Ötzi?

Krause: Abbiamo fatto molto lavoro su Ötzi negli ultimi anni, eppure non abbiamo trovato altre prove di malattie infettive. Del resto, bisogna anche riconoscere che il DNA di Ötzi non è ben conservato. Macroscopicamente la mummia sembra a posto, ma i tessuti molli e gli organi, da cui è stato estratto il DNA, sono pesantemente contaminati dal DNA ambientale del torrente e del ghiaccio sciolto. Dal primo sequenziamento fatto nove anni fa, ci sono comunque stati tanti cambiamenti nella tecnica, quindi stiamo lavorando a una nuova analisi.

Johannes Krause

L'archeogenetista dirige l’Istituto Max-Planck per l’antropologia evolutiva di Lipsia ed è autore del bestseller “Die Reise unserer Gene” (pubblicato in italiano dal Saggiatore con il titolo “Storia dell’umanità: per gente che va di fretta”).

Ha partecipato al simposio "Iceman - quo vadis".

Principali pubblicazioni sul tema:
Ancient human genomes suggest three ancestral populations for present-day Europeans
Insight into the evolution and origin of leprosy bacilli from the genome sequence of Mycobacterium lepromatosis
Pre-Columbian mycobacterial genomes reveal seals as a source of New World human tuberculosis

Altre pubblicazioni scientifiche di Johannes Krause.

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