Две незначительные мутации превратили кишечную бактерию в возбудителя чумы

Две незначительные мутации превратили кишечную бактерию в возбудителя чумы

Возбудитель чумы изначально представлял собой сравнительно безобидную кишечную бактерию. Согласно проведенному в США исследованию, результаты которого были опубликованы в издании Nature Communications, бактерия превратилась в возбудителя смертельной болезни всего из-за двух незначительных мутаций.

Ученые из Северо-Западного университета в Чикаго, штат Иллинойс, провели генетические анализы и другие эксперименты на мышах с целью выявления способности различных бактерий чумы вызывать болезни. «Прародителем» бактерии чумы является кишечный микроб Yersinia pseudotuberculosis, который может вызывать у млекопитающих болезни кишечника, не причиняющие им особого вреда.

Однако в какой-то момент этому возбудителю удалось вызвать тяжелую пневмонию. Исследователи установили, что более «молодые» штаммы способны вырабатывать фермент PLA, а более «старые», например, Pestoides F (бактерия, не вызывающая пневмонию у мышей) лишены этой способности. Виндхам Латем с коллегами изменили Pestoides F таким образом, что она стала вырабатывать PLA, после чего у бактерии появилась способность вызывать пневмонию.

Напротив, когда у новых штаммов способность к выработке PLA была блокирована, они больше не могли вызывать пневмонию. В связи с этим был сделан вывод о том, что способность микробов к воспроизводству в значительной степени зависит от фермента PLA, выработка которого контролируется плазмидой, приобретенной в результате взаимодействия с другими кишечными бактериями.

Еще одним существенным различием между «старыми» и «новыми» штаммами чумы является контролирующий выработку PLA ген, располагающийся в позиции 259, тип I которого был постепенно замещен на тип T. И хотя обе вызывают пневмонию, только T-разновидность может распространяться на другие органы. Лишь таким образом бактерии удалось стать причиной значительных пандемий древности и средневековья.

Исследование показывает, что путь от безвредной кишечной бактерии до страшной угрозы может быть очень коротким. «Это исследование помогло нам разобраться, как бактерии адаптируются к новой среде обитания и становятся причинами болезней всего лишь из-за приобретения коротких фрагментов ДНК», пояснил Латем.