Война длиной в 40 миллионов лет
Что мы знаем о войнах, сколько они длятся? Кто-то вспомнит про 1 и 2 мировые войны, кто-то про столетнюю войну, а кто-то обширный военный опыт китайцев. Однако, если чуть отвлечься и посмотреть на борьбу между видами, то можно обнаружить еще более протяженные противостояния, которые затянулись на миллионы лет. Об одной из таких воин и рассказывает новое исследование.
Менингит. Тяжелое заразное заболевание, которые вызывает воспаление оболочек мозга, что без должного лечения оканчивается печально. Его могут вызывать достаточно много возбудителей, но два из них особенно опасны: Haemophilus influenzae и Neisseria meningitidis.
Разумеется, следуя канонам эпидемиологии наличие сильно вирулентных возбудителей приводит к тому, в популяции хозяев начинают получать преимущества те особи, которые имеют защиту от него. Но в чем она заключается? Ответ не очевиден, дело в том, что находясь в организме бактерии всё-равно должны добывать себе ионы и питательные вещества для развития и жизнедеятельности, в частности, железо. Не смотря на некоторый избыток железа в организме, оно находится в связанной форме, что доставляет бактериям сложности.
Для перемещения железа между клетками существует специальный белок - трансферрин, который может брать за раз два иона железа и высвобождать их, соеделяясь со своим белком-рецептором. Но где же война, спросите вы?
Исследователи из Университета Юты и не догадывались о ней, начиная своё исследование. Проанализировав гены трансферина человека и еще 20 видов обезьян, они обнаружили удивительную картину: последние 40 миллионов лет трансферин подвергался серьезным изменениям, но не весь, а лишь его половина. Именно это и натолкнуло их на мысль о том, что изменения являются следствиями противостояния организма с менингитом.
Оказывает, бактерии же атакуют его посредством своего белка TbpA, который «вскрывает» один из карманов, высвобождая, столь необходимое железо, но не трогает второй. Именно эта половина, которая атакуется бактериями, претерпела так много изменений. По словам ученых изменились только те части трансферина, которые контактируют с TbpA.
Проведя дополнительные исследования по эволюции TbpA, ученые увидели, что он эволюционировал ответно, подстраиваясь под каждое изменение в белке наших предков. Но война продолжается. На сегодняшний момент в популяциях людей распространены от 6 до 25 различных новых вариантов трансферина, которые делают данных людей неуязвимыми к текущим штаммам Haemophilus influenzae и Neisseria meningitidis. К сожалению никто не знает, когда бактерии мутируют и, может быть, эта война не окончится никогда.
Оригинальная публикация: http://www.nature.com/nature/journal/v483/n7387/full/nature10823.html