Туберкулез, который вызывает микобактерия Mycobacterium tuberculosis, — одна из самых опасных и трудноизлечимых инфекционных болезней. Довольно неожиданно, что близкий родственник этого патогена обнаружен в морской губке, живущей у берегов Австралии. Авторы новой статьи изучили геном описанной ими M. spongiae и заразили ей лабораторных мышей, чтобы оценить патогенный потенциал новой бактерии.
Среди опасных и распространенных инфекционных болезней выделяется туберкулез, который вызывают родственные микобактерии из комплекса Mycobacterium tuberculosis (прежде всего сама M. tuberculosis). Известные также как палочки Коха, бактерии паразитируют внутри клеток человека и некоторых животных, вызывая затяжную и плохо поддающуюся лечению инфекцию. Ежегодно от последствий туберкулеза умирают около 1,5 миллиона человек, причем болезнь преследует людей уже несколько тысяч лет.
Лечение туберкулеза вызывает большие проблемы из-за особенностей M. tuberculosis — устойчивости к антибиотикам и другим химическим препаратам, перехода в покоящееся состояние, отсутствия плазмид и так далее. Поэтому для успешной борьбы с болезнью важно понять, что сделало микобактерию такой уникальной и как в прошлом шла ее эволюция.
У M. tuberculosis есть ряд ближайших родственников — микобактерии, инфицирующие коров, коз, других животных и иногда также человека. Одна из них — M. leprae — вызывает такое пугающее заболевание, как проказа. Бактерии объединяет очень похожий (местами идентичный) геном и паразитический образ жизни. Однако другие представители того же рода, напротив, безобидны и живут в окружающей среде, заметно отличаясь от палочки Коха геномами.
Ценным дополнением к «родословной» микобактерий стал новый вид, который описан в журнале PLOS Pathogens. Mycobacterium spongiae обнаружили внутри морской губки Fascaplysinopsis reticulata, найденной у берегов Австралии (Большой Барьерный риф). С одной стороны, бактерия обитает в максимально непохожей на организм человека среде, с другой — ее геном на 80 процентов совпадает с геномом M. tuberculosis. Выходит, открытый микроорганизм — ближайший родственник вредоносных бактерий, который ведет совсем другой образ жизни.
Click here to preview your posts with PRO themes ››
Поэтому микобактерия из губки вполне может оказаться «переходных звеном», которое поможет понять, как эти микробы переключились с жизни в окружающей среде на специализированный паразитизм.
Биологи сравнили выделенный ими штамм FSD4b-SM и бактерии патогенного комплекса, изучив их геном, набор белков и липидов. Оказалось, что бактерия из губки чрезвычайно медленно делится даже на фоне других микобактерий — для удвоения числа клеток в колонии требуется примерно 64 дня. Оптимальная температура среды ее культивирования составила 28 градусов. При этом M. spongiae имеет стандартную для этой группы палочковидную форму при длине два микрометра и толщине 0,4 микрометра.
Далее авторы оценили способность бактерии заражать лабораторных мышей. После введения через нос M. spongiae смогла поселиться в легких грызунов и прожила там 56 дней, однако каких-либо признаков болезни у них не возникло. Довольно неожиданно, если учесть почти полное совпадение отвечающих за инфекцию последовательностей ДНК у M. spongiae и патогенных микобактерий. Ученые надеются, что выделенный ими штамм поможет с получением вакцины от туберкулеза. В частности, послужит генетическим «донором»: вероятно, ее ДНК сможет улучшить широко используемый для получения вакцины БЦЖ ослабленный штамм бычьей туберкулезной палочки (Mycobacterium bovis).