Туберкульоз, який викликає мікобактерія Mycobacterium tuberculosis, — одна з найнебезпечніших і найвиліковніших інфекційних хвороб. Досить несподівано, що близький родич цього патогена виявлений у морській губці, що мешкає біля берегів Австралії. Автори нової статті вивчили геном описаної ними M. spongiae та заразили їй лабораторних мишей, щоб оцінити патогенний потенціал нової бактерії.
Серед небезпечних та поширених інфекційних хвороб виділяється туберкульоз, який викликають споріднені мікобактерії з комплексу Mycobacterium tuberculosis (передусім сама M. tuberculosis). Відомі також як палички Коха, бактерії паразитують всередині клітин людини і деяких тварин, викликаючи затяжну інфекцію, що погано піддається лікуванню. Щороку від наслідків туберкульозу вмирають близько 1,5 мільйона людей, причому хвороба переслідує людей уже кілька тисяч років.
Лікування туберкульозу викликає великі проблеми через особливості M. tuberculosis – стійкості до антибіотиків та інших хімічних препаратів, переходу в стан, що відпочиває, відсутності плазмід і так далі. Тому для успішної боротьби із хворобою важливо зрозуміти, що зробило мікобактерію такою унікальною та як у минулому йшла її еволюція.
У M. tuberculosis є низка найближчих родичів – мікобактерії, що інфікують корів, кіз, інших тварин і іноді також людину. Одна з них – M. leprae – викликає таке лякаюче захворювання, як проказа. Бактерії поєднує дуже схожий (місцями ідентичний) геном та паразитичний спосіб життя. Однак інші представники того ж роду, навпаки, невинні і живуть у навколишньому середовищі, помітно відрізняючись від палички Коха геномами.
Цінним доповненням до «родоводу» мікобактерій став новий вид, описаний у журналі PLOS Pathogens. Mycobacterium spongiae виявили всередині морської губки Fascaplysinopsis reticulata , знайденої біля берегів Австралії (Великий Бар’єрний риф). З одного боку, бактерія живе в максимально несхожому на організм людини середовищі, з іншого – її геном на 80 відсотків збігається з геномом M. tuberculosis . Отже, відкритий мікроорганізм — найближчий родич шкідливих бактерій, який веде зовсім інший спосіб життя.
Тому мікобактерія з губки цілком може виявитися «перехідною ланкою», яка допоможе зрозуміти, як ці мікроби перейшли з життя у навколишньому середовищі на спеціалізований паразитизм.
Біологи порівняли виділений ними штам FSD4b-SM та бактерії патогенного комплексу, вивчивши їх геном, набір білків та ліпідів. Виявилося, що бактерія з губки дуже повільно ділиться навіть на тлі інших мікобактерій — для подвоєння числа клітин у колонії потрібно приблизно 64 дні. Оптимальна температура середовища її культивування становила 28 градусів. При цьому M. spongiae має стандартну для цієї групи паличкоподібну форму при довжині два мікрометри та товщині 0,4 мікрометра.
Далі автори оцінили здатність бактерії заражати лабораторних мишей. Після введення через ніс M. spongiae змогла оселитися в легенях гризунів і прожила там 56 днів, проте якихось ознак хвороби у них не виникло. Досить несподівано, якщо врахувати майже повний збіг послідовностей ДНК, що відповідають за інфекцію, у M. spongiae і патогенних мікобактерій. Вчені сподіваються, що виділений ними штам допоможе з отриманням вакцини від туберкульозу. Зокрема, послужить генетичним «донором»: ймовірно, її ДНК зможе покращити широко використовується для отримання вакцини БЦЖ ослаблений штам бичачої туберкульозної палички (Mycobacterium bovis).