Собран геном кишечной палочки итальянского дворянина XVI века

Международная группа исследователей реконструировала древний геном кишечной палочки, используя фрагменты ДНК, полученные из желчного камня мумии XVI века. Собранный вариант генома представлен одной хромосомой с 4446 генами и предположительно двумя плазмидами с 52 генами. Геном 400-летнего предка современной бактерии позволит больше узнать об эволюции и адаптации Escherichia coli.

Credit:

Division of Paleopathology of the University of Pisa

Важнейшей причиной заболеваемости и смертности людей в прошлом были оппортунистические инфекции — вызванные микроорганизмами, опасными только для пациентов с ослабленной по тем или иным причинам иммунной системой. Они колонизируют организм хозяина, зачастую не вызывая никаких характерных симптомов и не оставляя легко идентифицируемых следов на человеческих останках. Один из таких патогенов — кишечная палочка Escherichia coli. Это обычные комменсальные бактерии, способные к инфицированию хозяина в периоды стресса, дисбаланса или иммунодефицита. Древние геномы кишечной палочки могут дать полезную информацию о том, как E.coli развивалась и адаптировалась с течением времени.

Группа под руководством исследователей из Университета Макмастера (Канада) в сотрудничестве с Университетом Париж-Сите секвенировала и реконструировала первый геном кишечной палочки XVI века. Фрагменты ДНК были извлечены из желчного камня итальянского дворянина Джованни д'Авалоса, умершего в 1586 году в возрасте 48 лет и предположительно страдавшего хроническим холециститом. Мумифицированные останки дворян были извлечены для палеопатологических исследований из усыпальниц церкви Сан-Доменико-Маджоре (Неаполь) в 1983 году.

Собранный вариант генома состоял из одной хромосомы с 4446 генами и предположительно двух плазмид, которые включали 34 и 19 генов соответственно. Авторы установили, что древний геном принадлежал условно-патогенному микроорганизму, который приобрел гены системы секреции типа VI (type VI secretion system, T6SS) от Klebsiella aerogenes с помощью горизонтального переноса во время совместной экспансии в желчном пузыре. Этот результат хорошо согласуется с предыдущими исследованиями, показывающими, что виды Klebsiella часто бывают ассоциированы с E.coli при современных желчных инфекциях. Авторы отмечают, что родственный современный штамм (от древнего, изученного в этой работе, его отличали около 500 SNP в коровых генах) оказался авирулентным, когда его протестировали на мышах.

Филогенетическая реконструкция указывают на то, что древний штамм относится к филогруппе А — хорошо описанной кладе, которая наиболее часто выделяется среди комменсалов человека.

«Было так волнующе получить возможность типировать эту древнюю кишечную палочку и обнаружить, что она, хоть и уникальна, относится к филогенетической линии, характерной для человеческих комменсалов, которые сегодня все еще вызывают камни в желчном пузыре», — говорит Эрик Денамур, руководитель французской группы исследователей.

Источники

Long G.S., et al. A 16th century Escherichia coli draft genome associated with an opportunistic bile infection // Communications Biology, 2022; DOI: 10.1038/с42003-022-03527-1

Цитата по пресс-релизу

Добавить в избранное