Evolutionary history and recurrent host adaptation in ancient Salmonella enterica

Salmonella enterica subsp. enterica là một mầm bệnh vi khuẩn cực kỳ đa dạng, gây ra các bệnh nhiễm trùng thường xuyên và bệnh lây truyền qua thực phẩm trong quần thể người. Hơn 1500 chủng vi khuẩn (serovar) khác nhau đã được mô tả, nhiều chủng có phổ vật chủ rộng. Một số ít serovar thích nghi để lây nhiễm cho vật chủ cụ thể: trong số này, các serovar Typhi và Paratyphi A, B và C gây ra các bệnh nhiễm trùng toàn thân đặc trưng cho linh trưởng (sốt thương hàn và sốt phó thương hàn). Mặc dù Paratyphi C là một trong những serovar đặc trưng cho người hiếm gặp nhất hiện nay, nó đã từng phổ biến rộng rãi, và tất cả các bộ gen Salmonella cổ đại được công bố cho đến nay đều thuộc hoặc có nguồn gốc tổ tiên từ dòng dõi này. Ở đây, chúng tôi trình bày 53 bộ gen Salmonella cổ đại mới trải khắp Âu-Á và có niên đại từ 3500 TCN đến 1300 CN. Bộ dữ liệu bộ gen phong phú này cho phép chúng tôi tái dựng lịch sử tiến hóa của mầm bệnh này với mức độ chi tiết chưa từng có. Chúng tôi xác định nhiều dòng dõi thời tiền sử đã tuyệt chủng gây ra các bệnh nhiễm trùng khắp Âu-Á. Nhiều sự kiện thay thế dòng dõi được quan sát thấy trong suốt thời tiền sử và lịch sử, và phân tích phát sinh loài Bayes được sử dụng để xác định niên đại và nhận diện các sự kiện thích nghi vật chủ trong dòng dõi này. Chúng tôi nhận thấy rằng các dòng phụ thích nghi vật chủ Paratyphi C, Choleraesuis và Typhisuis tiếp tục tiến hóa tính đặc hiệu vật chủ một cách độc lập với nhau. Chúng tôi tái dựng các tín hiệu thích nghi vật chủ hội tụ trong các dòng dõi được nghiên cứu và các chủng thích nghi vật chủ khác bằng cách phân tích các gen giả được chia sẻ và các sự kiện thu nhận và mất gen lặp lại. Phân tích này chứng minh vai trò của các tương tác vật chủ như một mục tiêu chọn lọc đặc biệt, làm nổi bật sự thích nghi dần dần của dòng dõi S. enterica này với người, trùng khớp với sự thâm canh chăn nuôi động vật trong các xã hội du mục và nông nghiệp định cư.