Evolutionary history and recurrent host adaptation in ancient Salmonella enterica

Salmonella enterica subsp. entericaは、ヒト集団の間で頻繁な感染症や食品媒介疾患を引き起こす、極めて多様な細菌性病原体である。1500以上の異なる細菌株（血清型）が記載されており、その多くは広範な宿主域を持つ。少数の血清型は特定の宿主への感染に適応しており、そのうちTyphiおよびParatyphi A、B、C血清型は霊長類特異的な全身性感染症（腸チフスおよびパラチフス熱）を引き起こす。Paratyphi Cは今日、最も稀なヒト特異的血清型の一つであるが、かつては広く蔓延しており、これまでに公表された古代Salmonellaゲノムはすべてこの系統に属するか、あるいはその祖先にあたる。本稿では、ユーラシア全域にわたり、紀元前3500年から紀元1300年の間に年代づけられる53の新規古代Salmonellaゲノムを提示する。この豊富なゲノムデータセットにより、我々はこの病原体の進化的歴史を前例のない詳細さで再構築することが可能となった。我々はユーラシア全域で感染を引き起こした複数の絶滅した先史時代の系統を同定した。先史時代および歴史時代を通じて複数の系統置換事象が観察され、ベイズ系統解析を用いてこの系統内の宿主適応事象の年代推定および同定を行った。宿主適応した亜系統であるParatyphi C、Choleraesuis、およびTyphisuisが、互いに独立して宿主特異性を進化させ続けたことを見出した。我々は、共有された偽遺伝子および反復的な遺伝子獲得・喪失事象を解析することにより、研究対象の系統および他の宿主適応株における収斂的な宿主適応のシグナルを再構築した。この解析は、宿主との相互作用が選択の特に重要な標的としての役割を果たすことを示し、牧畜社会および定住農耕社会における畜産の集約化と時期を同じくする、このS. enterica系統のヒトへの漸進的適応を浮き彫りにしている。