用于绘制发热细菌进化图谱的古代 DNA
弗朗西斯·克里克研究所（Francis Crick Institute）和伦敦大学学院（UCL）的研究人员分析了来自复发性疏螺旋体（Borrelia rererelistis）的古老DNA，这是一种引起回归热的细菌，确定了它何时进化为通过虱子而不是蜱虫传播，以及它在此过程中是如何获得和丢失基因的。 这种转变可能与人类生活方式的变化相吻合，例如住得更近和羊毛贸易的开始。 复发性疏螺旋体细菌引起回归热，这是一种多次复发的疾病发烧发作，目前通常出现在卫生条件差或过度拥挤的地区，例如难民营。 它是今天导致莱姆病的细菌的远亲。 英国的历史记录提到了可能由 B.recurrent 引起的“出汗病”或“流行性热”时期，但有限的数据意味着这些爆发的可能原因仍然未知。 只有三种已知的细菌，包括 B.recurrentis，已经转变从主要由蜱虫传播到虱子，从而改变了疾病的潜在严重程度。 到目前为止，尚不清楚 B.recurrent 何时从蜱虫跃升为虱子，以及这对人类疾病传播和严重程度有何影响。 在今天发表在《科学》杂志上的研究中，科学家们对 B 的四个样本进行了全基因组测序。 recurrent是 他们的样本从 2,300 到 600 年前不等，包括最古老的 B。 RecurrentisGenome 至今1. 这些古老的样本是从数百年前被感染的人的骨骼中获得。 DNA 是细菌的影子，曾经在他们的血液中循环，并已被捕获在骨骼和牙齿中。 个体的牙齿含有 B 的痕迹。 recurrentisDNA。 两个样本的病原体含量相对较高，表明这些个体可能死于严重的急性感染，或者 DNA 保存得特别好。 适应人虱 研究人员研究了古代基因组和现代 B 的差异。 recurrentis绘制细菌如何随时间变化，发现该物种可能与最近的蜱传表亲 B 分化。 Duttonii，大约 6,000 到 4,000 年前。 他们比较了 B。 recurrentisgenomes 与 B. Duttonii 发现，在蜱到虱的转变过程中，大部分基因组丢失了，但随着时间的推移，新基因也获得了。 这些基因变化影响了细菌的隐藏能力来自免疫系统，并且还与邻近细菌共享 DNA，这表明 B. Recurrentishad 专门在人虱体内生存。 完美的条件 根据这些古代和现代基因组，与细菌的蜱传祖先的分化发生在从新石器时代到青铜时代早期的过渡期间。 这是人类生活方式发生变化的时期，因为人们开始驯化动物并生活在更密集的定居点。 这可能具有帮助 B。 复发更容易在人与人之间传播。 研究人员还提出了一种可能性，即此时羊毛养羊业的发展可能为虱子传播的病原体提供了优势，因为羊毛具有更好的虱子产卵条件。 他们得出结论，B. Recurrentis强调，遗传和环境变化的结合可以帮助病原体更容易传播和感染种群。 Pooja Swali，研究员伦敦大学学院（UCL）前克里克博士生和第一作者说：“虱传回归热是一种被忽视的疾病，现代基因组有限，因此很难研究其多样性。 添加 4 个 ancientB. RecurrentisGenomes 的混合物使我们能够创建一个进化的时间序列，并阐明细菌的遗传学如何随着时间的推移而变化。 尽管基因组在适应人类虱子载体时有衰变的趋势，但我们已经证明 B. recurrentiswas直到大约 1,000 年前，它看起来与今天的基因组相似。 克里克古代基因组学实验室的小组负责人、共同高级作者 Pontus Skoglund 说：“古代 DNA 可以增强我们对回归热等重要但研究不足的疾病的理解。 了解 B 等细菌如何。 复发性在过去变得更加严重可能有助于我们了解疾病在未来会如何变化。 我们确定的时间点表明人类社会的变化，例如新的服装材料或生活在更大的群体中，可能允许B。 recurrentis跳跃向量并变得更加致命，这是病原体和人类如何共同进化的一个例子。 伦敦大学学院 （UCL） 小组负责人、共同高级作者 Lucy van Dorp 说：“对古代人类的这些感染进行基因分析使我们能够直接追踪 howB。 Recurrentishas 在其进化过程中兼顾基因的丢失和增加。 它传播和引起疾病的能力似乎取决于环境，古老的 DNA 使我们能够推测过去的人类互动和行为在创造有利于疾病传播的条件方面的重要作用。 更多的样本将帮助我们缩小导致这种蜱到虱转变的事件范围，以及帮助细菌使用任一媒介茁壮成长的遗传机制。 注： 四个复发疏螺旋体基因组是从英格兰不同时间点的样本中测序的：