Самый старый геном бактерии Escherichia coli был воссоздан из 400‑летних фрагментов ДНК, что даёт уникальную возможность лучше понять историю этого возбудителя пищевых отравлений.
Изображение бактерий E. coli, полученное при электронном микроскопировании.
В отличие от хорошо задокументированных пандемий, таких как чёрная смерть, оставившая после себя почти полумиллениум летописей, о воздействии бактерий, вызывающих более ограниченные эпидемии, почти ничего не известно. Поэтому точное число жертв, связанных с патогенами Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa или Staphylococcus aureus, остаётся неизвестным, хотя исторически они, вероятно, унесли несколько миллионов жизней.
Комменсальная бактерия
Главная причина этой «невидимости» — комменсальный характер большинства этих микробов: они живут в гармонии с хозяином, в данном случае с человеком. E. coli обитает в кишечнике всех млекопитающих и многих позвоночных, почти не причиняя вреда. Тем не менее отдельные штаммы способны вызывать тяжёлые пищевые отравления, переходящие в сепсис, и особенно опасны для пожилых, людей с ослабленной иммунной системой и детей. Недавний скандал с пиццей Buitoni вновь привлёк внимание к этой проблеме. Серьёзность инфекций E. coli усиливается благодаря их способности к антибиотикорезистентности. Понимание того, как и когда возникали такие резистентные свойства, поможет врачам более эффективно подбирать лечение, поэтому интерес к древним штаммам, предшествующим эпохе Александра Флеминга, велик.
16‑вековая итальянская мумия, из которой извлекли фрагменты ДНК E. coli. Фото: отдел палеопатологии Университета Пизы.
Мумифицированные дворяне
Именно такой 400‑летний штамм был обнаружен в одной из итальянских мумий, найденных в 1983 году в аббатстве Сан‑Доменика Маджоре (Неаполь). Исследователи из McMaster University (Канада) и Парижского университета Ситэ провели детальный анализ останков Джовани д’Авалоса — неаполитанского дворянина эпохи Возрождения, умершего в 1586 году в возрасте 48 лет. У него была хроническая холецистит, вызванный желчными камнями. Специалист по генетике популяций E. coli Эрик Дэнанур обнаружил в камнях более 400‑летние фрагменты ДНК бактерии. «Сочувственно было расшифровать древний E. coli и увидеть, что он почти уникален, но принадлежит к филогенетической линии комменсальных штаммов, вызывающих холецистит сегодня», — сказал он в пресс‑релизе.
Реконструкция генома показала, что у бактерии 4 446 генов, относящихся к филогруппе A и к редкому типу 4995. У неё нет специфических факторов вирулентности и приобретённой резистентности к антибиотикам, однако некоторые гены, способные к развитию устойчивости, уже присутствуют. Филогруппа A обычно встречается у людей, живущих в сельской местности или в небольших городах, и часто ассоциируется с желчнокосячными инфекциями. Учёные считают, что это оппортунистический микроорганизм, воспользовавшийся ослабленным иммунитетом дворянина.
Кроме E. coli, были обнаружены фрагменты Klebsiella aerogenes. Похоже, два микроба обменивались генами, обитая совместно в желчном протоке Джовани д’Авалоса. «Воссоздание древнего E. coli помогает более полно оценить нагрузку оппортунистических инфекций в прошлом», — отметили исследователи. Работы также создают базу сравнения для изучения эволюции геномов современных штаммов E. coli и могут предсказывать их будущее развитие в плане вирулентности и резистентности, а также аналогично для других оппортунистических патогенов.
