Evolutionary history and recurrent host adaptation in ancient Salmonella enterica

肠炎沙门氏菌（Salmonella enterica subsp. enterica）是一种极其多样化的细菌病原体，可导致人类群体中频繁发生的感染和食源性疾病。目前已描述的菌株（血清型）超过1500种，其中许多具有广泛的宿主范围。少数血清型能够感染特定宿主：例如，伤寒沙门氏菌（Typhi）和甲、乙、丙型副伤寒沙门氏菌（Paratyphi A、B、C）可引起灵长类动物特异性全身感染（伤寒和副伤寒）。尽管丙型副伤寒沙门氏菌是目前最罕见的人类特异性血清型之一，但它曾经广泛分布，迄今为止发表的所有古代沙门氏菌基因组均属于该谱系或其祖先。本文介绍了53个新的古代沙门氏菌基因组，这些基因组分布于欧亚大陆，年代介于公元前3500年至公元1300年之间。这一丰富的基因组数据集使我们能够以前所未有的细节重建该病原体的进化史。我们鉴定了多个已灭绝的史前谱系，这些谱系曾在整个欧亚大陆引起感染。在史前和历史时期，我们观察到多次谱系更替事件，并利用贝叶斯系统发育分析来确定该谱系内宿主适应事件的发生时间和发生时间。我们发现，宿主适应性亚谱系副伤寒沙门氏菌C、猪霍乱沙门氏菌和猪伤寒沙门氏菌彼此独立地持续演化宿主特异性。通过分析共享的假基因以及反复出现的基因获得和丢失事件，我们重建了所研究谱系和其他宿主适应性菌株中趋同宿主适应的信号。该分析表明，宿主相互作用是选择的特定目标，突显了该肠沙门氏菌谱系对人类的逐步适应，这与畜牧社会和定居农业社会中畜牧业的集约化发展相吻合。