Паразитизм глубоко укоренен в семейном древе малярии

Предки большого семейства паразитов, включая возбудителей малярии, были оснащены для перехода к паразитизму гораздо раньше в своей эволюционной линии, чем считалось ранее. К такому выводу пришли исследователи из Университета Британской Колумбии (UBC).

Работа, опубликованная на этой неделе в PNAS, прослеживает возникновение паразитизма у апикомплекс — сложных одноклеточных паразитов, обладающих высокоспециализированным аппаратом для вторжения в клетки и ткани хозяина.

"Предки апикомплекс обладали «оборудованием», необходимым для заражения других клеток, задолго до того, как они отделились от своих в основном непаразитических родственников, — говорит эволюционный биолог UBC Патрик Килинг, ведущий автор исследования. — Они просто использовали эти инструменты более безобидным способом".

Все представители типа Apicomplexa произошли от свободноживущего предка сотни миллионов лет назад. Однако мало что известно о том, как и когда они адаптировали специализированную органеллу, позволяющую им паразитировать на животных. Интригующе, что некоторые из их ближайших родственников — это фотосинтезирующие водоросли, живущие в симбиозе с кораллами.

Чтобы прояснить семейное древо, Килинг и коллеги использовали расширенный геномный анализ для реконструкции эволюции процессов заражения и фотосинтеза в этой линии. Важно, что они сочетали геномное секвенирование с наблюдениями за структурой и поведением клеток.

"Сложные клетки, подобные этим, в дикой природе обладают гибкими поведенческими стратегиями, которые один только геном не иллюстрирует, — говорит Килинг. — Поэтому нам также необходимо наблюдать, как построены и функционируют клетки, чтобы получить полную картину их эволюции и экологической роли в различных условиях".

В связанном обзоре, опубликованном на прошлой неделе в Science, Килинг и коллеги описывают, насколько важен такой комплексный подход. Другие сложные эукариотические клетки, такие как водоросли, являются ключевыми игроками в основных экосистемах, например, в мировом океане. Ученые утверждают, что без решения этой задачи исследователи рискуют неверно понять фундаментальные свойства этих экосистем.

Помимо малярии, паразиты из семейства апикомплекс вызывают токсоплазмоз (переносимый обычно кошками, но также присутствующий у трети человеческой популяции) и криптоспоридиоз (поражающий кишечник).

Исследование было поддержано Canadian Institutes for Health Research, Tula Foundation и Gordon and Betty Moore Foundation. Килинг является старшим научным сотрудником Canadian Institute for Advanced Research.