Биологи обнаружили, что опасный для человека паразит обменивается ДНК гораздо активнее, чем считалось ранее
Ученые совершили прорыв в понимании эволюции опасного паразита, вызывающего тяжелые заболевания у человека. Проведя детальный генетический анализ паразитов рода Leishmania, биологи выяснили, что эти организмы обмениваются генетическим материалом гораздо чаще, чем предполагала научная общественность. Это открытие кардинально меняет прежние представления о том, что данные паразиты размножаются преимущественно бесполым путем, и имеет серьезные последствия для понимания их способности распространять болезни и адаптироваться к новым условиям.
Паразиты Leishmania представляют собой простейшие одноклеточные организмы, обитающие в тропических и субтропических регионах. Они передаются человеку через укусы флеботомов (мелких кровососущих москитов). Вызываемые ими заболевания, известные как лейшманиозы, отличаются широким спектром симптомов — от кожных язв до тяжелых поражений печени, а также могут протекать в бессимптомной форме. В мире насчитывается более 20 видов этих паразитов, патогенных для человека, при этом более 12 миллионов людей уже заражены лейшманиозом, а почти миллиард человек подвергаются риску инфицирования.
Долгое время считалось, что основным способом размножения Leishmania является бесполое размножение, что объясняло наличие широко распространенных идентичных генотипов. Однако предыдущие исследования уже начали выявлять наличие гибридных генотипов в природных популяциях некоторых видов, например L. infantum в Турции и L. donovani в Эфиопии и Шри-Ланке. Учитывая, что гибридизация, происходящая при половом размножении, считается ключевым фактором эволюции и приобретения болезнетворного потенциала у многих паразитов, понимание механизмов их размножения становится критически важным для разработки эффективных стратегий контроля и снижения бремени этих заболеваний.
В новом исследовании, опубликованном в престижном научном журнале, группа исследователей под руководством Мэттью В. Брауна из Университета штата Миссисипи применила передовой метод под названием «ненаправленное панархивное мультилокусное типирование» (MLST). Этот метод позволил точно определить реальную степень неравновесия по сцеплению, гетерозиготности и оценить влияние генетических обменов на естественную структуру популяций Leishmania. Анализ охватил 254 изолята паразита, относящихся к 11 различным видам.
Результаты исследования оказались ошеломляющими: ученые зафиксировали уровень генетического обмена, достигающий почти 72 процентов. Высокая частота как внутривидовой, так и межвидовой гибридизации приводит к появлению гетерозиготных гибридов, происходящих от различных родительских особей. Это является убедительным доказательством того, что половое размножение сыграло гораздо более значительную роль в эволюции этих паразитов, чем считалось ранее. По словам Мэттью В. Брауна, понимание того, как эти паразиты обмениваются генетическим материалом, фундаментально меняет взгляд на их эволюцию и адаптационные способности. Он подчеркнул, что свободный обмен генами является доминирующей силой, формирующей этих возбудителей, что имеет реальные последствия для динамики заболеваний и глобальных стратегий их контроля. Исследователи отметили в своей работе, что выявленная степень ауткроссинга (скрещивания неродственных особей) в популяциях Leishmania Старого Света оказалась значительно выше прежних оценок. Понимание генетической динамики и роли гибридизации предоставит критически важную информацию для разработки целенаправленных мер по ограничению распространения этих изнурительных тропических болезней.
Исследование в журнале PNAS.