Исследователи использовали фрагменты, взятые из итальянской мумии, для воссоздания генома многовекового штамма кишечной палочки.
Используя фрагменты, взятые из желчного камня мумии 16-го века, многонациональная команда, возглавляемая учеными из Университета Макмастера и Университета Париж-Сите, идентифицировала и реконструировала первый древний геном кишечной палочки.
Открытие было недавно опубликовано в журнале Communications Biology.
Несмотря на то, что E. coli является основной причиной смертности и заболеваемости и серьезной проблемой общественного здравоохранения, она не вызывает пандемий. Его называют комменсалом, своего рода бактерией, которая живет внутри нас и может заразить своего хозяина при подходящих условиях, например, во время стресса, основного заболевания или иммунодефицита.
По словам экспертов, многие детали его эволюционной истории, например, когда он приобрел новые гены и устойчивость к антибиотикам, до сих пор неизвестны.
Нет никаких исторических записей о смертях, вызванных такими комменсалами, как E. coli , в отличие от хорошо известных пандемий, таких как Черная смерть, которая сохранялась на протяжении веков и унесла жизни 200 миллионов человек во всем мире. Однако его влияние на здоровье и смертность человека, вероятно, было огромным.
«Строгое внимание к патогенам, вызывающим пандемии, как к единственному повествованию о массовой смертности в нашем прошлом упускает из виду большое бремя, которое возникает из-за условно-патогенных комменсалов, вызванных стрессом прожитых жизней», — говорит генетик-эволюционист Хендрик Пойнар, директор McMaster’s Ancient DNA . Центр и главный исследователь Университетского института исследований инфекционных заболеваний Майкла Дж. ДеГрута.
Здоровые люди и животные часто имеют в кишечнике современные кишечные палочки . Хотя большинство типов являются доброкачественными, некоторые из них могут вызывать серьезные, даже смертельные вспышки пищевого отравления и инфекции кровотока. Известно, что устойчивая и адаптируемая бактерия особенно устойчива к лечению.
Теперь у исследователей есть эталон для сравнения того, как геном современных бактерий изменился и адаптировался за последние 400 лет благодаря открытию 400-летнего предка.
Хорошо сохранившиеся трупы группы итальянской знати, чьи мумифицированные останки были использованы в новом исследовании, были найдены в аббатстве Святого Доменико Маджоре недалеко от Неаполя в 1983 году.
Для исследования исследователи провели подробный анализ одного из людей, Джовани д’Авалоса. Неаполитанский дворянин эпохи Возрождения, ему было 48 лет, когда он умер в 1586 году, и считалось, что он страдал хроническим воспалением желчного пузыря из-за камней в желчном пузыре.
«Когда мы исследовали эти останки, не было никаких доказательств того, что у этого человека была кишечная палочка. В отличие от такой инфекции, как оспа, физиологических показателей нет. Никто не знал, что это было», — объясняет ведущий автор исследования Джордж Лонг, аспирант биоинформатики в McMaster, который проводил анализ вместе с соавтором Дженнифер Кланк, бывшей аспиранткой факультета антропологии университета.
Технологический подвиг особенно примечателен, потому что кишечная палочка одновременно сложна и повсеместна, живя не только в почве, но и в наших собственных микробиомах. Исследователям пришлось тщательно изолировать фрагменты целевой бактерии, которые были разрушены загрязнением окружающей среды из многих источников. Они использовали извлеченный материал для реконструкции генома.
«Было очень волнительно иметь возможность типировать эту древнюю кишечную палочку и обнаружить, что, хотя она и уникальна, она относится к филогенетической линии, характерной для человеческих комменсалов, которые сегодня все еще вызывают камни в желчном пузыре», — говорит Эрик Денамур, руководитель французской группы исследователей. участие в характеристике штамма.
«Мы смогли определить, что является условно-патогенным микроорганизмом, изучить функции генома и предоставить рекомендации в помощь исследователям, которые могут изучать другие скрытые патогены», — говорит Лонг.