Evolutionary history and recurrent host adaptation in ancient Salmonella enterica

Salmonella enterica subsp. enterica é um patógeno bacteriano extremamente diverso que causa infecções frequentes e doenças transmitidas por alimentos entre populações humanas. Mais de 1500 linhagens bacterianas diferentes (sorovares) foram descritas, muitas com ampla gama de hospedeiros. Um pequeno número de sorovares é adaptado para infectar hospedeiros específicos: destes, os sorovares Typhi e Paratyphi A, B e C causam infecções sistêmicas específicas de primatas (febre tifoide e paratifoide). Embora Paratyphi C seja um dos sorovares humanos específicos mais raros atualmente, ele já foi amplamente disseminado, e todos os genomas antigos de Salmonella publicados até o momento pertencem a essa linhagem ou são ancestrais a ela. Aqui, apresentamos 53 novos genomas antigos de Salmonella abrangendo a Eurásia e datados entre 3500 a.C. e 1300 d.C. Esse rico conjunto de dados genômicos nos permite reconstruir a história evolutiva desse patógeno em detalhes sem precedentes. Identificamos múltiplas linhagens pré-históricas extintas que causaram infecções em toda a Eurásia. Múltiplos eventos de substituição de linhagens são observados ao longo dos tempos pré-históricos e históricos, e a análise filogenética bayesiana é usada para datar e identificar eventos de adaptação ao hospedeiro dentro dessa linhagem. Descobrimos que as sublinhagens adaptadas ao hospedeiro Paratyphi C, Choleraesuis e Typhisuis continuaram a evoluir a especificidade de hospedeiro independentemente umas das outras. Reconstruímos sinais de adaptação convergente ao hospedeiro nas linhagens estudadas e em outras cepas adaptadas ao hospedeiro por meio da análise de pseudogenes compartilhados e eventos recorrentes de ganho e perda de genes. Essa análise demonstra um papel para as interações com o hospedeiro como um alvo particular de seleção, destacando a adaptação gradual dessa linhagem de S. enterica aos humanos que coincide com a intensificação da pecuária em sociedades pastoris e agrícolas sedentárias.