Как чумная бактерия эволюционировала для передачи через блох
Двое исследователей из NIH выяснили эволюционный путь, который прошла бактерия, вызывающая чуму, чтобы обеспечить передачу через блох. В своей работе, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, Иман Чуиха и Джозеф Хиннебуш описывают, как они изучали бактерию и её гены, чтобы понять её адаптацию.
- Чума имеет смертоносную историю, унеся миллионы жизней. Её высокая летальность долгое время была связана с эффективной передачей от блох грызунам и людям.
- Однако, как выяснили учёные, блохи не всегда были хорошими переносчиками. Бактерии (Yersinia pestis) эволюционировали, чтобы стать менее вредными для самих блох, что повысило эффективность их как переносчиков.
Ключевое сравнение
Исследователи изучили два вида бактерий:
- Yersinia pseudotuberculosis — относительно безвредна, плохой переносчик чумы. Представляет собой прообраз того, чем была Y. pestis.
- Yersinia pestis — непосредственный возбудитель чумы.
Результаты исследования
- Y. pseudotuberculosis колонизирует только конец пищеварительного тракта блохи, что затрудняет заражение хозяина, но при этом токсично для самой блохи (гибнет почти половина заражённых).
- Y. pestis образует биоплёнку по всей длине пищеварительного тракта блохи, что облегчает передачу.
Генетические изменения
Для такой адаптации бактерии потребовалось:
- Приобрести один ген, позволяющий расти глубже в ЖКТ блохи.
- Потерять три гена, мешавших распространению биоплёнки.
- Изменить ген UreD, что сделало бактерию менее токсичной для блохи.
Итог
Эти относительно простые генетические изменения позволили Yersinia pestis использовать блох как эффективных переносчиков, что в итоге привело к гибели миллионов людей от чумы на протяжении многих лет.