Генетическая загадка холеры: как одна бактерия стала угрозой миру

Холера окружена водой — и загадками. Ученые выяснили, почему из тысяч безопасных штаммов только единицы становятся грозными возбудителями и запускают эпидемии. Все дело в генетическом пазле, который складывается крайне редко.

Холера — не просто болезнь из прошлого, а результат редкой генетической комбинации внутри знакомой бактерии. Только единицы из тысяч штаммов получают все необходимое, чтобы стать угрозой для человека

Источник: Unsplash

В журнале Proceedings of the National Academy of Sciences опубликовано новое исследование, которое помогает понять, почему только отдельные штаммы Vibrio cholerae становятся причинами пандемий. Работа — результат сотрудничества Университета Мигеля Эрнандеса в Испании и Детской исследовательской больницы Св.Иуды в США.

Ученые проанализировали более 1800 геномов V. cholerae и выделили 11 филогенетических кластеров. При этом пандемические штаммы оказались частью самой крупной линии, содержащей и экологические, и безопасные формы бактерии. Возникает вопрос: почему именно эти штаммы становятся опасными для человека?

Фотография холеры под микроскопом

Источник: Wikimedia

Исследование показало, что лишь сочетание нескольких генетических условий позволяет бактерии проникать в организм и вызывать холеру. Речь идет о модульных генных кластерах, таких как CTXΦ и VPI-1, и уникальных вариантах генов, которые помогают бактерии закрепиться в кишечнике. Без этой точной комбинации инфекция не начинается.

Интересно, что эти гены не приносят пользы в водной среде, где V. cholerae обычно живет среди моллюсков или водорослей. Получается, что эволюционно выгодные черты для заражения человека — это скорее редкое побочное явление.

Пандемические штаммы Vibrio cholerae появились не сразу, а через серию редких генетических шагов. Сначала формируются линии с повышенной вирулентностью, затем они получают особые гены, такие как CTXΦ или VPI-1, определенную структуру этих генов и редкие вариации. Только при совпадении всех этих факторов бактерия становится опасной для человека

Источник: PNAS

Исследователи подчеркивают: понимание этих генетических условий дает шанс заранее отслеживать штаммы с потенциалом к вспышкам. Это особенно важно для регионов с ограниченным доступом к чистой воде, где холера остается реальной угрозой.

Понимание того, какие штаммы становятся опасными для человека, — лишь одна сторона микробиологических стратегий. Ранее Наука Mail рассказала, как ученые научились управлять бактериями с помощью света, не меняя их ДНК, чтобы повысить эффективность антибиотиков.