Ny rekord fra Willerslev-gruppe: Finder virus-DNA i 31.600 år gamle tænder

To drenge tabte for over 31.000 år siden et par mælketænder i den sibiriske permafrost.

Nu har danske forskere opdaget, at der sad adenovirus i tænderne. Adenovirus er den dag i dag en meget udbredt virus, som giver især børn og unge luftvejsinfektioner.

»Vi har fundet to forskellige typer adenovirus i mælketænderne - type 1 og type 2. Nu ved vi, at mennesket også fik børnesygdomme for over 30.000 år siden,« siger Sofie Holtsmark Nielsen, som fandt det forhistoriske virus-DNA, da hun lavede ph.d. på Eske Willerslevs GLOBE Institut ved Københavns Universitet (KU).

DNA-analyserne viser, at adeno-virussen ikke har forandret sig synderligt, siden den for over 31 årtusinder siden inficerede drengene i det nordlige Sibirien.

»De to virusstammer fra adenovirus C ligner overraskende meget dem, vi kender fra mennesker i dag, og som ofte rammer spædbørn,« siger Martin Sikora, der er lektor på Lundbeck Foundation GeoGenetics Center på GLOBE Institutet og leder af forskningen.

Studiet er endnu ikke udkommet i et fagfællebedømt, videnskabeligt tidsskrift, men ligger offentligt tilgængeligt online, og flere uafhængige forskere, som har læst det for Videnskab.dk, roser arbejdet - mere om det senere.

Studiet slår verdensrekord

Aldrig tidligere er det lykkedes forskere at udvinde så gammel DNA fra en sygdomsfremkaldende virus.

Den hidtidige verdensrekord tilhørte tyske forskere, som har udvundet 10.500 år gammelt DNA fra hepatitis B-virus i tre skeletter - deres analyse blev publiceret i Science i 2021.

Sofie Holtsmark Nielsen slog den tyske rekord, da hun ledte efter sygdomsfremkaldende mikroorganismer i 3.000 humane DNA-prøver, som GLOBE-instituttet opbevarer i frysere.

De to mælketænder har instituttet i pulveriseret form fra en arkæologisk udgravning ved Yana-floden i det nordlige Sibirien. Tidligere har forskerne fra Københavns Universitet lavet analyser af tænderne, som afslørede, at der levede mennesker i Sibirien tidligere end hidtil troet.

Det er helt almindeligt, at virus-infektioner i blodet efterlader DNA i tænderne, ligesom adenovirussen har gjort hos de to drenge i Sibirien.

»Der er et rigtig stort blodgennemløb i tænderne, og på grund af den måde vores tænder og kæbe er bygget, kan man finde rester af infektioner, vi har haft i blodet, på ydersiden af tænderne. Ligesom man kan finde rester af, hvad vi har spist, eller bakteria, virus og svampe, der findes i vores mund,« forklarer Sofie Holtsmark Nielsen.

Normalt bliver virus-DNA nedbrudt ret hurtigt i løbet af et århundrede, men de to adenovirusser har været beskyttet af permafrosten og tændernes emalje.

Virussen kan være 700.000 år gammel

Hidtil har man antaget, at adenovirus ikke har inficeret mennesket særligt længe, fortæller Sofie Holtsmark Nielsen, som i dag er ansat på Statens Serum Institut.

Men i det nye studie når hun og kollegerne frem til, at virussen højst sandsynligt har gjort vores forfædre syge meget længere end de 31.600 år, der er gået, siden to drenge tabte deres mælketænder i Sibirien. Virussen har højst sandsynligt inficeret menneskearter i cirka 700.000 år med en usikkerhedsmargin på 300.000 år, regner forskerne sig frem til.

Beregningerne har de lavet med en særlig matematisk model, der kaldes BEAST. Ved hjælp af data om virussens mutationsrate - altså hvor ofte den muterer - kan modellen opstille et estimat for, hvornår den startede med at tilpasse sig mennesket.

»De to typer adenovirus, vi har fundet, ligner meget mere dem, vi har i dag, end de ligner hinanden. De har ikke udviklet sig ret meget i årenes løb,« siger Sofie Holtsmark Nielsen og fortsætter:

»Vi ved derfor, at virussen er meget stabil. Ved hjælp af de få ændringer, der er sket, kan vi regne os frem til, at det er cirka 700.000 år siden, at de to virustyper blev adskilt fra en fælles forfader i mennesket.«

Muligvis er virussen blevet overført fra neandertalere, spekulerer forskerne.

»Et glimrende studie«

Studiet fra GLOBE ligger offentligt tilgængeligt på en såkaldt preprint-server, hvor forskere kan dele deres studier med hinanden, før de er blevet accepteret af et videnskabeligt tidsskrift.

Men forskningen har endnu ikke bestået det kvalitetstjek, der kræves, før det kan blive publiceret - det kaldes også en fagfællebedømmelse eller peer review og går ud på, at uafhængige forskere tjekker, at studiets metoder og konklusioner er i orden. Læs mere her.

Flere forskere, som har læst studiet for Videnskab.dk, vurderer dog, at det holder vand og er af høj kvalitet.

»Det er et glimrende studie, og de metoder, forskerne har brugt, er allerede gennemprøvede fra andre studier. Jeg tvivler ikke på, at det er i orden,« siger Palle Villesen, der forsker i fossile virusser og er lektor på Center for Bioinformatik på Aarhus Universitet.

»Det er super interessant, at man kan finde kendte infektionssygdomme og følge dem over tid. Når man, som jeg, forsker i fossile virus, er det ikke nyt, at der var sygdomsfremkaldende virus for så lang tid siden. Men her skubber de grænsen for, hvor langt tilbage man kan isolere DNA fra et virus,« tilføjer han.

Skubber grænsen

Samme vurdering kommer fra Terry Jones, der er seniorforsker på Afdeling for Zoologi på Cambridge University i Storbritannien.

»Jeg har ingen bekymringer angående resultatet. Forskerne fra GLOBE er blandt de bedste i verden med enorm meget erfaring. De har virkelig gode data, så jeg er sikker på, at studiet er i orden,« siger Terry Jones.

»Det er ekstraordinært, at virus-DNA’et i mælketænderne er så velbevaret, at forskerne kan skubbe grænsen for, hvor langt tilbage man kan detektere virus med 20.000 år. For 10 år siden ville det være uhørt,« tilføjer den britiske forsker, som tidligere har arbejdet sammen med forskere fra GLOBE om at kortlægge DNA fra pest i 5.000 år gamle skeletter.

Søren Riis Paludan, der er professor i virologi på Aarhus Universitet, stemmer i:

»Det er et godt og solidt studie,« siger han.

Virussen havde ligevægt med mennesket

I øjeblikket hører vi meget om, at coronavirussen muterer og laver nye varianter. Influenzavirus muterer også fra år til år. Begge virusser ændrer sig meget nemt, fordi deres arvemasse består af ustabile RNA-molekyler.

Adonovirus er en anden slags virus, fordi dens arvemateriale består af DNA. Det gør den mere stabil.

»Så selve det, at der er mindre mutation i adenovirus, er ikke så underligt. Men det er stadig interessant, at den har ændret sig så lidt gennem 31.000 år. Det viser, at den allerede dengang havde opnået en form for ligevægt med mennesket,« siger Søren Riis Paludan.

Konklusionen om, at det virus-DNA, forskerne har fundet i mælketænderne, i høj grad ligner DNA'et fra adenovirusser, der stadig gør os syge i dag, bliver styrket af, at forskerne finder både type 1-adenovirus i den ene mælketand og type 2-adenovirus i den anden, vurderer Palle Villesen.

»Hvis de kun havde fundet en type i en tand, så kunne man få den mistanke, at det skyldes forurening i DNA-prøverne. Men den mistanke bliver manet til jorden, fordi de har fundet to typer, der begge ligner dem, vi har i dag,« siger han.

Fortiden er predictor for fremtiden

Terry Jones afviser også, at de virusser, forskerne har fundet i mælketænderne fra Sibirien, er forurening, for eksempel tilført fra de ansatte i laboratoriet.

»Det var et problem tidligere i det her forskningsfelt, at DNA-prøverne kunne blive forurenet. Men forskerne fra GLOBE har været førende med at udvikle teknikker til at undgå, at det sker. Så det er jeg ikke bekymret for,« siger han.

Fund af forhistoriske virus kan gøre os dygtigere til at forudsige, hvordan virusser vil opføre sig i fremtiden, mener den britiske forsker:

»Fortiden er en prædiktor for fremtiden - forhistoriske virusser kan fortælle os noget om fremtidens virusser. Jo mere DNA fra forhistoriske virusser, vi kan isolere og analysere, desto mere viden får vi om, hvordan virusser ændrer sig over tid, og hvad vi skal holde øje med,« siger han.

Ren grundvidenskab

Forskellige adenovirus-typer bliver nogle gange brugt som en såkaldte vektorer i vacciner - det vil sige, at de bliver brugt til at transportere vaccinen ind i kroppens celler.

I corona-vaccinen fra AstraZeneca blev der for eksempel brugt en kopi af en svækket adeno-virus, der inficerer gorillaer, men ikke kan replikere sig i mennesker.

I en pressemeddelelse fra GLOBE bliver der spekuleret i, at den nye viden om adenovirussens stabilitet kan bruges for eksempel i forbindelse med vaccine-udvikling.

Det tvivler Søren Riis Paludan, som forsker i vacciner, dog på:

»Den type viden, de her genererer, gør os klogere på et grundlæggende plan, og det er fascinerende. Men jeg synes ikke, at anvendelsesperspektivet er så relevant,« siger professoren og tilføjer:

»Det er ren grundvidenskab, og det er positivt ment. Det er vigtigt, at der bliver lavet rigtig meget af den slags forskning, hvor vi ikke aner, om det kan bruges til noget konkret, ud over at gøre os klogere.«