Генетики проследили эволюцию малярийного плазмодия Plasmodium vivax

Малярийный плазмодий Plasmodium vivax

DC/ Steven Glenn, Laboratory & Consultation Division, 1979

Генетики проследили за эволюционной историей возбудителя малярии Plasmodium vivax, рассказывается в Proceedings of the National Academy of Sciences. Предположительно, в начале своей эволюции патоген инфицировал горилл, шимпанзе и людей, а после выхода древних людей из Африки вместе с ними проник в Азию и, позднее, в Южную Америку. Африканцы, однако, выработали мутацию, подавляющую патоген, поэтому сейчас P. vivax почти не встречается на континенте.

Малярию у людей вызывают некоторые виды паразитических простейших из рода плазмодиев. В их числе Plasmodium falciparum, который вызывает самую тяжелую форму малярии, с наибольшим количеством смертельных случаев и Plasmodium vivax — виновник менее опасной формы, которая тем не менее может привести к смерти. P.vivax ежегодно заражает более восьми миллионов человек, в основном в Юго-Восточной Азии и Южной Америке. В Африке эта форма малярии почти не встречается, потому что многие местные жители выработали мутацию, сильно затрудняющую проникновение плазмодия в кровь, и, следовательно, развитие заболевания. Она подавляет экспрессию антигенов системы Даффи — белков, которые находятся на поверхности эритроцитов и служат рецепторами для P.vivax.

До недавнего времени ученые считали, что P.vivax появился в Азии, так как азиатская линия патогена оказалась древнейшей. Но позднее оказалось, что этот вид плазмодия встречается у африканских человекообразных обезьян шимпанзе и горилл, поэтому исследователи предположили, что его родиной все же является Африка. Генетики из пяти стран под руководством Беатрис Хан (Beatrice Hahn) и Пола Шарпа (Paul Sharp) из Пенсильванского университета решили прояснить этот вопрос.

Исследователи отобрали образцы крови у зараженных плазмодием P.vivax шести шимпанзе и одной гориллы из Западной Африки и отсеквенировали полные геномы паразита. Их сравнили с референсными последовательностями P.vivax из линий, встречающихся в Юго-Восточной Азии, Южной Америке и Океании.

Ученые обнаружили, что геномы человеческого и обезьяньего плазмодиев очень похожи и отличаются только на два процента. При этом геномы обезьяньего P.vivax примерно в десять раз больше различаются между собой по сравнению с человеческими. В геноме человеческих плазмодиев значительная часть мутаций — несинонимичные, то есть они меняют первичную последовательность белка и либо меняют его функции, либо выключают его. Все это указывает на то, что предок человеческого P.vivax прошел через «бутылочное горлышко», то есть его численность в какой-то момент резко сократилась, а потом генетическое разнообразие оставшихся линий стало увеличиваться.

Авторы статьи предложили два сценария появления человеческих линий плазмодия. Согласно первому, первоначально патоген инфицировал только человекообразных обезьян, и в какой-то момент преодолел видовой барьер и стал опасен и для людей. По второй версии, которую исследователи считают более вероятной, паразитическое простейшее изначально поражало и человекообразных обезьян, и людей. После выхода людей из Африки произошло резкое сокращение численности патогена, но оставшиеся линии размножились и добрались с людьми в Азию, Европу, а оттуда — в Америку. В то же время жители Тропической Африки выработали мутацию, подавляющую развитие патогена.

Недавно ученые сообщили, что недооценивали масштаб распространения обезьяньих малярийных плазмодиев среди людей. На острове Борнео ученые обнаружили случаи заражения Plasmodium cynomolgi. Подобно другому патогену, Plasmodium knowlesi, который раньше инфицировал только макак, а сейчас паразитирует и на людях, плазмодий преодолел видовой барьер и стал опасен для людей. Не в последнюю очередь это произошло из-за вырубки лесов, которая заставляет обезьян селиться вблизи человеческих жилищ.

Екатерина Русакова

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.