Бактерии желудка "Из Африки"
Крошечная бактерия может показать, как наши предки колонизировали мир. Немецкие исследователи выследили бактериальный возбудитель Helicobacter pylori у людей разной этнической группы и географического происхождения и проанализировали глобальную популяционную структуру бактерии, сопровождающей человечество с первобытных времен.
Helicobacter pylori - это бактерия, которая колонизирует слизистую оболочку желудка более чем у половины населения мира. Колонизация H. pylori часто может длиться десятилетиями и может привести к язве желудка и двенадцатиперстной кишки, если ее не лечить. Инфекция также увеличивает риск развития злокачественных опухолей желудка, таких как карцинома желудка или лимфома желудка.
Бактерия в основном передается внутри семьи и не распространяется как эпидемия. Он также характеризуется очень высоким генетическим разнообразием, которое примерно в пятьдесят раз выше, чем у людей. Последовательности ДНК H. pylori сильно различаются в зависимости от географического региона, в котором были выделены бактерии.
Берлинские и Вюрцбургские исследователи инфекций сейчас пытаются - вместе с партнерами по сотрудничеству из шести других университетов США и Франции - проследить историю этого спутника человечества с помощью генетических различий. Для этого ученые, работающие с Марком Ахтманом из Института биологии инфекций им. Макса Планка в Берлине и Себастьяном Суэрбаумом из Вюрцбургского университета, определили нуклеотидную последовательность репрезентативных генов для 370 штаммов H. pylori из 27 этнических групп и географических регионов.
Таким образом исследователи получили 370 H.-pylori с 1418 полиморфными нуклеотидами. Популяционно-генетический анализ разнообразия последовательностей показал, что бактерии можно отнести к семи «современным», т.е. существующим популяциям и субпопуляциям.
Поэтому ученые разработали новый математический метод для реконструкции более ранних предков современного населения. Первоначальные популяции H. pylori, обнаруженные таким образом, произошли из Африки, Ближнего Востока, Центральной Азии и Восточной Азии. Сравнив эти первоначальные популяции с нынешними, исследователи смогли реконструировать, как H. pylori распространилась по миру посредством миграции человеческих популяций.
Если разные штаммы H. pylori встречаются в желудке человека, они могут обмениваться генетической информацией друг с другом за счет того, что живые бактерии поглощают свободную ДНК из мертвых бактерий, что приводит к мозаичным геномам с импортированными небольшими участками ДНК. Бактерии H. pylori, обнаруженные сегодня в Европе, являются результатом генетического слияния, созданного рекомбинацией двух древних популяций H. pylori, которые мигрировали в Европу независимо из Центральной Азии и Ближнего Востока. Другие популяции H. pylori возникли во время тысячелетней изоляции полинезийцев в Тихом океане, миграции сибирских предков американских индейцев через Берингов пролив в Америку или экспансии народа банту в Африку.
В настоящее время во многих районах мира из-за смешения групп населения существует жесткая конкуренция между первоначально проживающими бактериями H. pylori и более молодыми «иммигрантами», которые были завезены в результате миграций за последние несколько столетий. Примерами таких миграционных перемещений, следы которых можно обнаружить у современных бактерий, являются колонизация Северной и Южной Америки, Африки и Австралии выходцами из Европы, а также работорговля.
Однако английский микробиолог Брайан Спратт из Имперского колледжа Лондона сомневается, что данных по H. pylori достаточно, чтобы распутать сложные миграции в Европе или Азии. В принципе, однако, методы, разработанные в настоящее время для бактерий, должны быть применимы и к людям. Поскольку распространение H. pylori требует более близких человеческих отношений, данные должны указывать на то, насколько тесными были контакты между людьми в разное время. Это дало бы важную информацию о до сих пор плохо изученной эпидемиологии этого инфекционного заболевания.
По крайней мере, ученые надеются на лучшие варианты лечения инфекций H. pylori. Потому что генетические различия между разными бактериальными популяциями также могут привести к разной вирулентности бактерий. И поскольку эти различия могут также влиять на эффективность лечения антибиотиками, исследователи считают, что их следует учитывать при разработке вакцины против H.pylori следует учитывать для обеспечения защиты от штаммов H. pylori из всех регионов мира. © Общество Макса Планка
Общество Макса Планка (MPG) является учреждением фундаментальных исследований, финансируемым в основном федеральным правительством и правительствами штатов. Он управляет примерно восемьюдесятью институтами Макса Планка.