Evolutionary history and recurrent host adaptation in ancient Salmonella enterica

Salmonella enterica subsp. enterica 是一種極其多樣的細菌病原體，在人類群體中引起頻繁感染和食源性疾病。目前已描述了超過1500種不同的細菌菌株（血清型），其中許多具有廣泛的宿主範圍。少數血清型適應於感染特定宿主：其中，Typhi血清型以及Paratyphi A、B和C血清型引起靈長類特異性全身性感染（傷寒和副傷寒）。儘管Paratyphi C是當今最罕見的人類特異性血清型之一，但它曾經廣泛流行，且迄今發表的所有古代沙門氏菌基因組都屬於該譜系或是該譜系的祖先。在此，我們呈現了53個新的古代沙門氏菌基因組，橫跨歐亞大陸，年代介於公元前3500年至公元1300年之間。這一豐富的基因組數據集使我們能夠以前所未有的細節重建該病原體的演化歷史。我們鑑定出多個已滅絕的史前譜系，它們在整個歐亞大陸引起感染。在史前和歷史時期均觀察到多次譜系替換事件，並使用貝氏系統發育分析來確定該譜系內宿主適應事件的年代並加以鑑定。我們發現，宿主適應性亞譜系Paratyphi C、Choleraesuis和Typhisuis各自獨立地持續演化出宿主特異性。我們透過分析共享的假基因以及反覆發生的基因獲得和丟失事件，重建了所研究譜系及其他宿主適應性菌株中趨同宿主適應的信號。該分析證明了宿主交互作用作為一個特定選擇靶標的作用，突顯了該S. enterica譜系逐漸適應人類的過程，這一過程與畜牧業在遊牧和定居農業社會中的集約化相吻合。