Может спровоцировать хронический гастрит, язву желудка и, в худшем случае, даже рак желудка - бактерия Helicobacter pylori. Половина населения земного шара заражена этим микробом, и, видимо, наши предки тоже страдали от него. Но как оно попало к людям? Немецкие и американские ученые расшифровали молекулярную основу «завоевания» людей в качестве носителей.
Бактерия Helicobacter pylori долгое время была спутником, хотя и неприятным, человека. Его популяционная генетика отражает ранние миграции людей, предполагая, что наши предки, жившие в Африке, были инфицированы. Близкородственный вид H. pylori обитает в желудках крупных кошек, таких как львы, тигры и гепарды: Helicobacter acinonychis. Поэтому ученые предполагают, что H. pylori мог быть результатом перехода хозяина от большой кошки к людям, которые встретились в африканской саванне. Но могло быть и наоборот, и микроб перешел от людей к большим кошкам. Так вот вопрос: кто кого съел?
Гены указывают направление прыжка
Чтобы ответить на этот вопрос, группы под руководством Марка Ахтмана из Института биологии инфекций им. Макса Планка в Берлине и Стефана Шустера из Пенсильванского государственного университета секвенировали геном H. acinonychis и сравнили его с геномом H. pylori по сравнению. Исследователи обратили свое внимание на те геномные различия, которые могут играть роль в смене хозяина. Некоторые генные продукты, ставшие функционально излишними после скачка хозяина, могут быть инактивированы или полностью потеряны. В ходе горизонтального переноса генов бактерия могла также принять новые гены, которые запускают или, по крайней мере, облегчают скачок хозяина. В любом случае отсутствие или присутствие определенных генов должно быть уникальным для вновь возникших видов.
На самом деле в геноме H. acinonychis имеется ряд инактивированных генов - в десять раз больше, чем в H. pylori. Они в основном фрагментированы и поэтому утратили свою фактическую функцию. Биологи-инфекционисты также обнаружили новые гены, которые, по-видимому, передавались от одной бактерии к другой путем горизонтального переноса генов.
Ваш вывод: Возбудитель должен был попасть от людей к большим кошкам около 200 000 лет назад - по-видимому, первые люди в Африке были найдены в пищу. Однако трапеза, должно быть, не удалась большой кошке, так как она также проглотила бактерию. И она не избавится от него в ближайшее время:H.acinonychis теперь настолько хорошо адаптировался к своему хозяину, что его едва ли можно колонизировать у мышей в лаборатории, и, естественно, он не заражает другие организмы-хозяева.
Действует при настройке
В очень редких случаях такой перенос также приводит к реальному скачку хоста. Потому что, как правило, передача между особями нового хозяина очень малоэффективна. Передача, которая в конечном итоге вызвала эволюцию H. acinonychis, была успешной, потому что бактерия смогла адаптироваться к новому хозяину (крупной кошке) путем импорта новых генов и инактивации других генов.
Ученые определили, что гены, связанные с изменениями поверхности бактериальной клетки, в основном были импортированы и фрагментированы. «Возможно, таким образом были устранены целевые структуры на поверхности клетки, которые были точками атаки для иммунной системы хозяина, или были созданы новые места стыковки для адаптации к новому хозяину», - говорит Марк Ахтман.
Эти результаты проливают свет на молекулярные события, которые позволяют бактерии адаптироваться к новому хозяину: они показывают, что всего несколько генетических изменений позволяют успешно сменить хозяина. Кроме того, H. acinonychis представляет собой один из немногих примеров перехода хозяина от человека к животному.