Evolutionary history and recurrent host adaptation in ancient Salmonella enterica

Salmonella enterica subsp. enterica es un patógeno bacteriano extremadamente diverso que causa infecciones frecuentes y enfermedades transmitidas por los alimentos entre las poblaciones humanas. Se han descrito más de 1500 cepas bacterianas diferentes (serovares), muchas con un amplio rango de hospedadores. Un pequeño número de serovares están adaptados a infectar hospedadores específicos: de estos, los serovares Typhi y Paratyphi A, B y C causan infecciones sistémicas específicas de primates (fiebre tifoidea y paratifoidea). Aunque Paratyphi C es uno de los serovares humanos específicos más raros en la actualidad, alguna vez estuvo ampliamente distribuido, y todos los genomas antiguos de Salmonella publicados hasta la fecha pertenecen a este linaje o son ancestrales a él. Aquí presentamos 53 nuevos genomas antiguos de Salmonella que abarcan Eurasia y datan entre el 3500 a. C. y el 1300 d. C. Este rico conjunto de datos genómicos nos permite reconstruir la historia evolutiva de este patógeno con un detalle sin precedentes. Identificamos múltiples linajes prehistóricos extintos que causaron infecciones en toda Eurasia. Se observan múltiples eventos de reemplazo de linajes a lo largo de tiempos prehistóricos e históricos, y se utiliza el análisis filogenético bayesiano para datar e identificar eventos de adaptación al hospedador dentro de este linaje. Encontramos que los sublinajes adaptados al hospedador Paratyphi C, Choleraesuis y Typhisuis continuaron evolucionando su especificidad de hospedador de forma independiente entre sí. Reconstruimos señales de adaptación convergente al hospedador en los linajes estudiados y en otras cepas adaptadas al hospedador mediante el análisis de pseudogenes compartidos y eventos recurrentes de ganancia y pérdida de genes. Este análisis demuestra un papel de las interacciones con el hospedador como un objetivo particular de selección, destacando la adaptación gradual de este linaje de S. enterica a los humanos que coincide con la intensificación de la ganadería en sociedades pastoriles y agrícolas sedentarias.