Паразит и бактерия демонстрируют конвергентную эволюцию: оба захватывают «почтовое отделение» клетки

Простейший паразит Toxoplasma gondii и патогенная бактерия Chlamydia trachomatis являются примером конвергентной эволюции — развития сходного биологического признака у неродственных линий. К такому выводу пришли учёные из Школы общественного здравоохранения Джонса Хопкинса, работавшие с исследователями из Стоматологической школы Университета Мэриленда и Университета Цюриха.

Оба патогена захватывают аппарат Гольджи клетки-хозяина — «почтовое отделение клетки», которое упаковывает и отправляет клеточные грузы (например, липиды) в запечатанных вакуолях. После захвата оба патогена реорганизуют этот органоид в мини-стопки, удобно расположенные рядом с местом, где каждый из них прячется в клетке.

Исследование, приведшее к открытию сходного механизма действия T. gondii и Chlamydia, началось с изучения того, как токсоплазма обеспечивает себя питательными веществами внутри заражённого хозяина. Учёные заметили сильную параллель с хламидийной инфекцией, что было неожиданно, поскольку простейшие и бактерии происходят от далёких эволюционных ветвей.

Исследователи определили, что паразит скрывается от иммунной системы хозяина, живя внутри собственной капсулы — паразитофорной вакуоли (PV). Он смог захватывать питательные вещества, не подвергая себя опасности, потому что разместил свою PV рядом с центром транспортной системы клетки (перицентриолярной областью), а значит, и рядом с аппаратом Гольджи. В течение 32 часов после заражения клетки-хозяина простейшее рассекло аппарат Гольджи на фрагментированные мини-диски и начало поглощать интактные вакуоли, содержащие церамиды, через мембрану своей PV.

Перестроенный аппарат Гольджи, расположение PV в перицентриолярной области и эффективный захват сфинголипидов хозяина напомнили исследователям инфекцию, вызываемую C. trachomatis — наиболее часто регистрируемым в США заболеванием, передающимся половым путём. Чтобы проверить параллель, учёные совместно заразили клетки млекопитающих T. gondii и C. trachomatis и наблюдали, как два патогена быстро разделили аппарат Гольджи между собой. Равномерное распределение фрагментов органеллы двумя разными патогенами указывает на общую эволюционную стратегию.

По данным CDC, в 2008 году в США было зарегистрировано 1,2 миллиона случаев инфицирования C. trachomatis. «Молчащие», нелеченные инфекции могут вызывать бесплодие у женщин. Токсоплазмоз, передающийся через заражённое мясо, является третьей по значимости причиной смерти, связанной с болезнями пищевого происхождения.