Самый древний в мире геном трепонемы обнаружен в останках охотника-собирателя с территории Колумбии

Секвенирован геном бактерии Treponema pallidum, выделенный из останков охотника-собирателя возрастом 5500 лет. Этот геном примерно на 3000 лет старше самых древних геномов вида, полученных ранее, что дает более ясное представление о филогении трепонем.

Дискуссия о происхождении современных линий сифилиса все еще продолжаются. Принято считать, что распространение сифилиса в Европе началось после того, как патоген был завезен из Америки (по одной из версий, моряками Колумба, заразившимися на острове Гаити). С другой стороны, некоторые филогенетические данные 2024 года указывают на то, что родственные линии трепонемных заболеваний — сифилиса (Treponema pallidum pallidum), фрамбезии (Treponema pallidum pertenue), беджеля (Treponema pallidum endemicum) и пинты (Treponema carateum), геномы которых различаются примерно на 0,03% — могли разделиться 14 000 лет назад или ранее (подробнее в материале «Восемь патогенов, чью историю помогла изучить древняя ДНК»). Кроме того, по данным авторов этой работы, наиболее ранние обнаруженные случаи сифилиса в Европе имели место до контакта с Новым Светом. Согласно их версии, источник эпидемии конца XV века находился в Старом Свете, трепонемные заболевания возникли в Африке или Евразии, а на американский континент были занесены с первыми людьми около 15 тысяч лет назад.

Однако в том же 2024 году были опубликованы анализы геномов трепонем в образцах костей с поражениями, которые могли быть вызваны сифилисом, из Чили, Мексики, Перу и Аргентины. В образцах старше 1492 года были обнаружены представители всех родственных линий трепонем — возбудителей сифилиса, фрамбезии, беджеля и пинты. По результатам их исследования разделение линий снова оказалось поздним: последний общий предок всех T. pallidum существовал 5000 лет назад, то есть разделение произошло намного позднее первых миграций людей в Америку. В таком случае американское происхождение всех генетических типов древних и современных T. pallidum представляется более вероятным. Однако из-за редкости древних останков с признаками трепонемных заболеваний и технических трудностей экстракции древней бактериальной ДНК этот вопрос остается не до конца решенным.

Новая статья посвящена анализу древнейшего генома T. pallidum (средний голоцен), обнаруженного в останках охотника-собирателя, найденных на территории современной Колумбии (скальное убежище Текендама I в Сабана-де-Богота). Взрослый мужчина умер примерно 5500 лет назад, в среднем голоцене. Скелет не демонстрировал макроскопических признаков трепонематоза (хотя в других местных голоценовых захоронениях такие признаки встречаются), однако присутствие генома T. pallidum выявил метагеномный скрининг. Таким образом, генетическая история этой группы патогенов продлевается примерно на 3000 лет.

Исследователи выделили геном патогена, обозначенный TE1-3, из фрагмента большеберцовой кости. Секвенирование генома надежно подтвердило его принадлежность T. pallidum . Глубина покрытия составила 1,65–1,70х, причем полученные последовательности соответствовали 78,5–78,7% референсных геномов подвидов T. pallidum. Авторы оценили филогенетическую связь TE1-3 с другими представителями рода Treponema, как древними, так и современными.

Оказалось, что геном принадлежит к ранее неизвестной ветви T. pallidum, отделившейся до появления всех других известных подвидов, то есть он является сестринской линией по отношению к ним.

Поскольку TE1-3 на несколько тысяч лет старше всех древних T. pallidum, секвенированных до сих пор, он идеально подходит для калибровки молекулярных часов, подчеркивают авторы. По их данным, дивергенция TE1-3 от других T. pallidum могла произойти около 13 700 лет назад (95% -ный доверительный интервал от 6768 до 20 592 лет назад), то есть в позднем плейстоцене — раннем голоцене. Наиболее вероятное время разделения современных подвидов паптогенных трепонем авторы публикации оценивают в 6000 лет назад (95% ДИ 3622–9452 лет назад).

Примечательно, что TE1-3 имеет полный набор генетических признаков, ассоциированных с вирулентностью современных T. pallidum. Связано ли отсутствие поражений скелета с латентной или ранней формой инфекции или с тем, что данный вариант патогена поражал только ткани, подобно современной T. carateum, — определить сложно. Однако необычная локализация в большеберцовой кости может быть следствием системной инфекции.

Датировка находки подтверждает, что бледная трепонема со всеми признаками вирулентности существовала в Америке до земледелия. Следовательно, ее появление не было вызвано интенсификацией сельского хозяйства и перенаселением. Распространение линии TE1-3 могло быть ассоциировано с социальными и экологическими условиями обществ охотников-собирателей — высокой мобильностью, тесным взаимодействием внутри небольших сообществ и контактами с дикими животными, которые моли быть резервуарами инфекции. Такую возможность подтверждают останки мелких и крупных животных в Сабана-де-Богота, по-видимому, добычи охотников.

Секвенирован геном бледной трепонемы из доколумбовой Бразилии