Крупнейший сравнительный геномный анализ печёночных сосальщиков

Паразитические трематоды (печёночные сосальщики) — ведущая причина пищевых инфекций, наносящих ущерб здоровью человека и вызывающих более 3 миллиардов долларов потерь в год в животноводстве только в США. Они поражают тонкий кишечник или печень, вызывая острое заболевание (лихорадка, боль, диарея) и хронические формы.

Группа под руководством Македонки Митревы из Университета Вашингтона в Сент-Луисе провела крупнейший на сегодня сравнительный геномный анализ видов сосальщиков, включая Fasciolopsis buski, Fasciola hepatica и Fasciola gigantica. Исследование опубликовано в Molecular Biology and Evolution.

Ключевые результаты:

  • Секвенирование: Учёные собрали два новых ядерных и два митохондриальных генома Fp. buski и Fa. gigantica из образцов печени крупного рогатого скота (Уганда) и кишечника свиней (Вьетнам). Размер ядерных геномов составил 748 Мб и 1.13 Гб соответственно, при схожем количестве генов (11 000–12 500).
  • Эволюция генома: Больший размер генома Fasciola объясняется не дупликацией всего генома, а обилием повторяющихся элементов (ДНК-транспозоны, LINE). Это, вероятно, повысило адаптивный потенциал Fasciola к новым хозяевам и местообитаниям после отделения от Fasciolopsis.
  • Происхождение и дивергенция: Молекулярное датирование показало, что разделение родов Fasciolopsis и Fasciola произошло около 88.1 млн лет назад (поздний мел). Семейство Fasciolidae, вероятно, возникло у древних африканских слонов, а затем перешло к евразийским травоядным. Смена хозяев и органа-мишени (с кишечника на печень) произошла между 65 и 55.9 млн лет назад, что совпадает с массовым вымиранием на границе мела и палеогена.
  • Недавняя дивергенция: Fa. hepatica и Fa. gigantica разделились около 5.3 млн лет назад. Fa. hepatica ассоциировалась со слонами, а Fa. gigantica — с африканскими жвачными, близкими к современным коровам.
  • Адаптивные гены: Сравнение 8 видов трематод выявило ключевые для адаптации семейства генов, включая катепсины (расщепляют ткани хозяина для питания и помогают уклоняться от иммунитета) и G-белковые рецепторы (положительный отбор помог адаптироваться к новым экологическим нишам).

Значение: Исследование предоставляет геномные ресурсы для разработки новых методов лечения, диагностики и изучения эпидемиологии, вирулентности и лекарственной устойчивости сосальщиков.