Генетический ключ к пандемии холеры

Междисциплинарная группа учёных из Университета штата Мичиган и Университета Тафтса обнаружила ключевую генетическую особенность, которая может объяснять устойчивость и распространение седьмой пандемии холеры, начавшейся в Индонезии в 1961 году. Исследование опубликовано в PNAS.

Открытие новой сигнальной системы

Учёные впервые описали сигнальную сеть для новой бактериальной сигнальной молекулы — циклического GMP-AMP (cGAMP) — у возбудителя холеры человека, Vibrio cholerae. Также был идентифицирован первый белковый рецептор cGAMP — фермент фосфолипаза, который ремоделирует мембрану V. cholerae при выработке cGAMP.

«Наше открытие синтазы cGAMP и фосфолипазы, которые присутствуют только в седьмой пандемии, может быть ключевым драйвером этой пандемии холеры», — сказал Крис Уотерс, соавтор исследования.

Связь с пандемическим штаммом

Штамм седьмой пандемии, получивший название «Эль-Тор», вытеснил все предыдущие изоляты V. cholerae в мировом масштабе. Эта эволюционная адаптация, по-видимому, способствует тому, что штамм ежегодно вызывает около 95 000 смертей.

Гены, кодирующие эту новую систему, расположены в так называемом «острове седьмой пандемии вибрионов» — участке из примерно 20 недавно приобретённых генов.

Междисциплинарный подход

Случайность и сотрудничество между микробиологами и специалистами по растениям сыграли решающую роль. Для изучения сложного фермента фосфолипазы команда привлекла эксперта по липидам Кристофа Беннинга и его бывшего аспиранта Кенни (Кун) Вана.

«Если разобрать это до биохимии, не имеет значения, человек это, бактерия или растение; у нас много одних и тех же генов и ферментов», — отметил Беннинг.

Вану удалось получить и активировать холерную фосфолипазу в пробирке, что позволило изучить, как её активность регулируется cGAMP.

Будущие направления

Учёные считают, что новая система cGAMP/фосфолипаза является одним из ключевых элементов, приведших к возникновению и устойчивости текущей пандемии.

«Наше будущее исследование будет пытаться понять роль, которую система cGAMP/фосфолипаза сыграла в этом возникновении», — сказал соавтор Вай-Леунг Нг.

Цель — найти способ обратить это эволюционное преимущество штамма «Эль-Тор» против самой бактерии.