Evolutionary history and recurrent host adaptation in ancient Salmonella enterica

Salmonella enterica subsp. enterica ist ein äußerst vielfältiges bakterielles Pathogen, das häufig Infektionen und lebensmittelbedingte Erkrankungen in menschlichen Populationen verursacht. Mehr als 1500 verschiedene Bakterienstämme (Serovare) wurden beschrieben, viele mit einem breiten Wirtsspektrum. Eine kleine Anzahl von Serovaren ist an die Infektion spezifischer Wirte angepasst: Von diesen verursachen die Serovare Typhi und Paratyphi A, B und C primatenspezifische systemische Infektionen (Typhus und Paratyphus). Obwohl Paratyphi C heute eines der seltensten human-spezifischen Serovare ist, war es einst weit verbreitet, und alle bisher veröffentlichten alten Salmonella-Genome gehören zu dieser Linie oder sind ancestral zu ihr. Hier präsentieren wir 53 neue alte Salmonella-Genome, die über Eurasien verteilt sind und zwischen 3500 v. u. Z. und 1300 u. Z. datieren. Dieser reichhaltige genomische Datensatz ermöglicht es uns, die Evolutionsgeschichte dieses Pathogens in beispielloser Detailtiefe zu rekonstruieren. Wir identifizieren mehrere ausgestorbene prähistorische Linien, die Infektionen in ganz Eurasien verursachten. Mehrere Linienersetzungsereignisse werden throughout prähistorische und historische Zeiten beobachtet, und Bayes'sche phylogenetische Analysen werden verwendet, um Wirtsanpassungsereignisse innerhalb dieser Linie zu datieren und zu identifizieren. Wir stellen fest, dass die wirtangepassten Unterlinien Paratyphi C, Choleraesuis und Typhisuis weiterhin ihre Wirtsspezifität unabhängig voneinander entwickelten. Wir rekonstruieren Signale konvergenter Wirtsanpassung in den untersuchten Linien und anderen wirtangepassten Stämmen durch die Analyse gemeinsamer Pseudogene und wiederkehrender Gengewinn- und -verlustereignisse. Diese Analyse demonstriert eine Rolle für Wirtsinteraktionen als besonderes Ziel der Selektion und hebt die schrittweise Anpassung dieser S. enterica-Linie an den Menschen hervor, die mit der Intensivierung der Tierhaltung in pastoralen und sesshaften Agrargesellschaften zusammenfällt.