Генетическое исследование раскрывает сексуальные тайны грибков и проливает свет на кандидоз

Новый генетический анализ грибковых дрожжевых инфекций (кандидоз) со всего мира выявил неожиданные особенности размножения и патогенности этих микроорганизмов. Исследование опубликовано в Current Biology учёными из Центра геномной регуляции в Барселоне (Испания).

Вместе с коллегами из Университета Париж-Юг (Франция) и Университетского медицинского центра Гёттингена (Германия) команда профессора ICREA Тони Габальдона прочитала генетический код 33 отдельных штаммов дрожжей Candida glabrata — второй по распространённости причины кандидоза. Они обнаружили, что все образцы сильно различаются на генетическом уровне, особенно в генах, кодирующих молекулы, помогающие дрожжам заражать людей.

До сих пор считалось, что C. glabrata размножается только бесполым путём (почкованием), хотя у дрожжей есть гены, необходимые для полового размножения. Команда Габальдона нашла убедительные генетические доказательства того, что C. glabrata может размножаться половым путём, получая возможность обмениваться генетической информацией. Эта способность может дать дрожжам новые пути для развития устойчивости к лечению и повышения инфекционности.

Реконструировав с помощью этих генетических данных генеалогическое древо всех штаммов, исследователи показали, что изначально существовало семь различных типов C. glabrata в отдельных частях мира. Они смешались лишь недавно, предположительно из-за увеличения глобальной миграции и путешествий людей.

Результаты также ставят интригующие вопросы об образе жизни C. glabrata, который ранее считался способным выживать только на теле человека. Микробы, живущие исключительно на одном организме (облигатные комменсалы), обычно эволюционируют в тандеме со своими хозяевами, а конкретные штаммы, как правило, ограничены определёнными географическими областями.

Однако команда CRG обнаружила свидетельства быстрой эволюции среди разных штаммов C. glabrata даже в одном регионе. Это говорит о том, что дрожжи должны также существовать независимо в пока неизвестной нише, например, в почве или на растениях.

«Многие микроорганизмы контактируют с людьми, но большинство из них не причиняет нам вреда. Наши результаты показывают, что C. glabrata — это оппортунистический возникающий патоген, и ему удалось заразить людей относительно недавно. Открытие того, что эти дрожжи могут размножаться половым путём, помогает нам предсказать, как они могут эволюционировать в будущем, и вероятно ли развитие у них лекарственной устойчивости через обмен генами», — говорит Тони Габальдон.

Понимание жизненного цикла и путей передачи C. glabrata также может помочь найти новые способы лечения или профилактики инфекции. Однако исследование Габальдона содержит предостережение для учёных в этой области.

«Большинство исследователей, работающих с C. glabrata, используют только один или два модельных штамма. Наша работа показывает, что существует большая генетическая разнородность, сравнительно более высокая, чем у других патогенов, что создаёт дрожжи со многими различными характеристиками. Это необходимо учитывать при изучении кандидозных инфекций», — объясняет Лаия Каррете, аспирант лаборатории Габальдона и первый автор исследования.