Evolutionary history and recurrent host adaptation in ancient Salmonella enterica

Salmonella enterica subsp. enterica เป็นเชื้อแบคทีเรียก่อโรคที่มีความหลากหลายอย่างยิ่ง ทำให้เกิดการติดเชื้อบ่อยครั้งและโรคที่เกิดจากอาหารในประชากรมนุษย์ มีการอธิบายเชื้อแบคทีเรียสายพันธุ์ (serovars) ต่าง ๆ มากกว่า 1500 สายพันธุ์ ซึ่งหลายสายพันธุ์มีช่วงโฮสต์กว้าง มี serovars จำนวนเล็กน้อยที่ปรับตัวเพื่อ infect โฮสต์เฉพาะ: ในจำนวนนี้ serovars Typhi และ Paratyphi A, B และ C ทำให้เกิดการติดเชื้อ systemic ที่จำเพาะต่อไพรเมต (ไข้ไทฟอยด์และไข้พาราไทฟอยด์) แม้ว่า Paratyphi C จะเป็นหนึ่งใน serovars ที่จำเพาะต่อมนุษย์ที่พบได้ยากที่สุดในปัจจุบัน แต่ครั้งหนึ่งเคยแพร่กระจายอย่างกว้างขวาง และจีโนม Salmonella โบราณทั้งหมดที่ตีพิมพ์จนถึงปัจจุบันเป็นของหรือเป็นบรรพบุรุษของสายวิวัฒนาการนี้ ที่นี่ เรานำเสนอจีโนม Salmonella โบราณใหม่ 53 จีโนมที่ครอบคลุมยูเรเซียและมีอายุระหว่าง 3500 ปีก่อนคริสตกาลถึง 1300 ปีคริสตกาล ชุดข้อมูลจีโนมที่มั่งคั่งนี้ช่วยให้เราสามารถสร้างประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของเชื้อก่อโรคนี้ขึ้นใหม่ได้อย่างละเอียด unprecedented เราระบุสายวิวัฒนาการ prehistoric ที่สูญพันธุ์ไปแล้วหลายสายที่ทำให้เกิดการติดเชื้อทั่วทั้งยูเรเซีย มีการสังเกตเหตุการณ์การแทนที่สายวิวัฒนาการหลายครั้งตลอดยุค prehistoric และ historic และใช้การวิเคราะห์ phylogenetic แบบเบย์เซียนเพื่อระบุอายุและระบุเหตุการณ์การปรับตัวต่อโฮสต์ภายในสายวิวัฒนาการนี้ เราพบว่าสายวิวัฒนาการย่อยที่ปรับตัวต่อโฮสต์ ได้แก่ Paratyphi C, Choleraesuis และ Typhisuis ยังคงวิวัฒนาการความจำเพาะต่อโฮสต์อย่างเป็นอิสระจากกัน เราสร้างสัญญาณของการปรับตัวต่อโฮสต์แบบ convergent ขึ้นใหม่ในสายวิวัฒนาการที่ศึกษาและสายพันธุ์อื่น ๆ ที่ปรับตัวต่อโฮสต์โดยการวิเคราะห์ pseudogenes ที่ใช้ร่วมกันและเหตุการณ์การได้มาและการสูญเสียยีนที่เกิดซ้ำ การวิเคราะห์นี้แสดงให้เห็นบทบาทของปฏิสัมพันธ์กับโฮสต์ในฐานะเป้าหมายเฉพาะของการคัดเลือก โดยเน้นการปรับตัวแบบค่อยเป็นค่อยไปของสายวิวัฒนาการ S. enterica นี้ต่อมนุษย์ซึ่งสอดคล้องกับการเพิ่มความเข้มข้นของการเลี้ยงสัตว์ในสังคม pastoralist และสังคมเกษตรกรรมแบบตั้งถิ่นฐาน