Ультрамалые паразитические бактерии обнаружены в грунтовых водах, лосях... и в вас
Прямо сейчас в вашей ротовой полости обитает группа бактерий, чьих ближайших родственников также можно найти в желудке лося, у собак, кошек, дельфинов и в грунтовых водах глубоко под поверхностью Земли. В поразительном открытии учёные выяснили, что эти организмы адаптировались к невероятно разнообразным средам, не меняя радикально свои геномы.
Эти организмы относятся к типу TM7, или Sacchraribacteria. Это ультрамалые паразитические бактерии с маленькими геномами, принадлежащие к большой группе под названием Candidate Phyla Radiation (CPR). Эти CPR-бактерии — загадочная «тёмная материя», представляющая более 25% всего бактериального разнообразия, но мы знаем о них очень мало, поскольку подавляющее большинство остаются некультивируемыми.
В исследовании, впервые опубликованном как препринт в 2018 году, а теперь официально в журнале Cell Reports, учёные описывают, что Saccharibacteria в организме млекопитающего оказались более разнообразными, чем предполагалось. Исследователи также обнаружили, что определённые представители этих бактерий встречаются в ротовой полости человека, кишечнике других млекопитающих и в грунтовых водах. Хотя эти среды очень разные, крошечные геномы бактерий остаются минимально изменёнными между человеком и грунтовыми водами. Это указывает на то, что человек приобрёл эти бактерии недавно по эволюционным меркам.
«Это единственные известные нам бактерии, которые почти не изменились, адаптируясь к человеку», — говорит доктор Джеффри Скотт Маклин, ведущий автор статьи.
Бактерии TM7 были полной загадкой для учёных до 2014 года, когда доктор Сюэсун Хэ впервые изолировал бактерию TM7x, член CPR. С тех пор исследователи узнали, что CPR включает огромное количество разных бактерий, все с крошечными геномами. Эти бактерии для выживания нуждаются в хозяине и уникальны тем, что не могут сами производить аминокислоты и нуклеотиды — основные строительные блоки жизни.
Предыдущие исследования показали, что TM7 может легко переходить от одного бактериального хозяина к другому. Это может объяснить, как они оказались у млекопитающих, поскольку те пьют грунтовую воду.
«Наиболее вероятная причина, по которой мы видим большое разнообразие этих бактерий у людей, но одна группа остаётся почти идентичной грунтовой, — в том, что некоторые группы были приобретены древними родственниками млекопитающих и со временем распространились, тогда как эта высокосходная группа недавно перешла непосредственно к людям», — поясняет Маклин.
TM7 и другие ультрамалые паразитические бактерии в составе CPR могут играть важные, ещё не открытые роли в здоровье и болезнях. Поскольку они действуют как паразиты — сосуществуя с другими бактериями и убивая их — TM7 может изменять общий микробиом, модулируя количество бактерий.
Ещё одним важным вкладом этого исследования стала разработка систематического способа именования этих вновь обнаруженных бактерий, закладывающего основу для классификации других изолированных штаммов в будущем.
Факт недавнего приобретения TM7 человеком имеет более широкие последствия для понимания наших совместных эволюционных путей с микробами, живущими на нас и внутри нас.
«Есть всего пара сотен генов, которые отличаются у этих ультрамалых бактерий между теми, что живут глубоко под землёй, и теми, что стали обычными бактериями в наших ртах, — отмечает Маклин. — Это выдающееся достижение для бактерий, у которых отсутствует так много генов».