Паразитические трихомонады как минимум дважды переходили от птиц к человеку

Трихомониаз — широко распространенное венерическое заболевание, ассоциированное с повышенным риском ВИЧ-инфекции, осложнениями беременности и онкологическими заболеваниями репродуктивного тракта. Причина его развития — паразит Trichomonas vaginalis. Было высказано предположение, что он произошел от паразитов птиц. Однако геномных данных по другим трихомонадам, особенно инфицирующим птиц, не так много, что мешает пониманию эволюционных механизмов перехода Trichomonas между хозяевами.

Международная группа ученых секвенировала полные геномы семи видов трихомонад и собрала референсные геномы T. vaginalis и его ближайшего родственника Trichomonas stableri, обнаруженного у голубей, а также черновые геномы пяти других видов, инфицирующих птиц и млекопитающих. Геном T. vaginalis оказался почти втрое больше, чем у некоторых паразитов птиц, в основном за счет экспансии транспозонов и большого числа многокопийных генов. Количество повторов у видов, заражающих птиц (21–37%), намного ниже, чем у видов, заражающих человека (51–69%).

Были найдены признаки конвергентной эволюции у T. vaginalis и другого человеческого паразита полости рта — T. tenax, причем у обоих были отмечены независимые события перехода от птиц к млекопитающим. Мультикопийные гены, подвергшиеся экспансии, необходимы для паразитического образа жизни на человеке: адгезия к тканям хозяина, фагоцитоз, образование внеклеточных везикул и секреция. Также было показано, что в геномах паразитов человека (в отличие от птичьих) ослаблен естественный отбор, а генетический дрейф играет значительную роль в эволюции этих видов.

Дополнительный анализ показал, что многие из генов в T. vaginalis и T. tenax, находящихся под действием положительного отбора, ассоциированы с их вирулентностью: белки-адгезины, протеазы, белки везикулярного транспорта и CAZymes. Вероятно, схожее селективное давление действовало независимо в разных линиях трихомонад при адаптации к человеку как к хозяину.

Таким образом, авторы показали, что T. vaginalis произошел от паразитов птиц и адаптировался к человеку за счет генетического дрейфа, экспансии повторов и положительного отбора вирулентных генов. Независимые события перехода от птиц к млекопитающим у разных видов трихомонад сопровождались схожими молекулярными изменениями, что свидетельствует о конвергентной эволюции. Это помогает понять, как паразиты преодолевают межвидовые барьеры и адаптируются к новым хозяевам.

Белок паразитического червя способствует безрубцовому заживлению ран у мышей