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Nat Commun:遗传杀手是怎样炼成的

摘要 : 本期Nature Communications上发表的一项研究显示,能造成鼠疫的细菌“鼠疫杆菌”首先形成会造成经常是致命性的肺病的能力,然后才形成其高度传染性的性质。决定二者之间转变的是相对简单的分子变化,说明其他呼吸道病原体可能也是通过一个相似的路径形成的。

本期Nature Communications上发表的一项研究显示,能造成鼠疫的细菌“鼠疫杆菌”首先形成会造成经常是致命性的肺病的能力,然后才形成其高度传染性的性质。决定二者之间转变的是相对简单的分子变化,说明其他呼吸道病原体可能也是通过一个相似的路径形成的。

在过去1万年的某个时候,名为“假结核耶尔森菌”的细菌(它会造成轻微肠胃问题)演变成“鼠疫杆菌”,后者会造成不同类型的鼠疫,其中包括腺鼠疫、败血性鼠疫和最致命的、传染性的鼠疫——肺鼠疫。现在,Wyndham Lathem及同事采用“鼠疫杆菌”的“先祖”分离种(它们代表两个种之间的中间分支)来追溯这两种细菌的演化和揭示二者之间的这种转变是怎样发生的。

“鼠疫杆菌”的古菌种获得了一个基因,该基因使它们有能力造成肺鼠疫。然后,由这个基因编码的蛋白所发生的一个单氨基酸变化便足以使得更为现代的菌种具有高度传染性。这样造成的结果便是一个“完美风暴”:一种不但具有致命性、而且有潜力造成流行性传播的细菌。

原文链接:

Early emergence of Yersinia pestis as a severe respiratory pathogen

原文摘要:

Yersinia pestis causes the fatal respiratory disease pneumonic plague. Y. pestis recently evolved from the gastrointestinal pathogen Y. pseudotuberculosis; however, it is not known at what point Y. pestis gained the ability to induce a fulminant pneumonia. Here we show that the acquisition of a single gene encoding the protease Pla was sufficient for the most ancestral, deeply rooted strains of Y. pestis to cause pneumonic plague, indicating that Y. pestis was primed to infect the lungs at a very early stage in its evolution. As Y. pestis further evolved, modern strains acquired a single amino-acid modification within Pla that optimizes protease activity. While this modification is unnecessary to cause pneumonic plague, the substitution is instead needed to efficiently induce the invasive infection associated with bubonic plague. These findings indicate that Y. pestis was capable of causing pneumonic plague before it evolved to optimally cause invasive infections in mammals.

 

来源: Nature 浏览次数:1

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