日本語AIでPubMedを検索
イエルシニア・ペスティスにおけるバイオフィルムを媒介とした拡張表現型の進化的選択
Evolutionary selection of biofilm-mediated extended phenotypes in Yersinia pestis in response to a fluctuating environment.
PMID: 31941912 PMCID: PMC6962365. DOI: 10.1038/s41467-019-14099-w.
抄録
イェルシニア・ペスティスは、細菌がノミの前腹部に広範なバイオフィルムを形成し、ノミを摂食狂に飢えさせたとき、または、代わりに、細菌性宿主に直接摂食した後の短い期間の間に、ノミからげっ歯類に感染する。これら2つの感染モードは、バクテリアが産生するバイオフィルムの量によって調整されるトレードオフの関係にある。ここでは、中国のペスト中心地から40年以上にわたって採取された78の新規シークエンス分離株を含む全世界で分離された446のY. pestisゲノムを調査することにより、RNAポリメラーゼωサブユニットをコードする遺伝子rpoZに対する強い選択圧力の証拠を提供している。我々は、rpoZの変異体がin vitroでのバイオフィルム生成率を増加させ、寒冷で乾燥した期間に生態系内で進化することを実証した。この結果は、ノミの表現型の長期的な変化を通じて、ノミが気候主導のニッチの変化に対応して常に適応しているという考え方を支持するものである。
Yersinia pestis is transmitted from fleas to rodents when the bacterium develops an extensive biofilm in the foregut of a flea, starving it into a feeding frenzy, or, alternatively, during a brief period directly after feeding on a bacteremic host. These two transmission modes are in a trade-off regulated by the amount of biofilm produced by the bacterium. Here by investigating 446 global isolated Y. pestis genomes, including 78 newly sequenced isolates sampled over 40 years from a plague focus in China, we provide evidence for strong selection pressures on the RNA polymerase ω-subunit encoding gene rpoZ. We demonstrate that rpoZ variants have an increased rate of biofilm production in vitro, and that they evolve in the ecosystem during colder and drier periods. Our results support the notion that the bacterium is constantly adapting-through extended phenotype changes in the fleas-in response to climate-driven changes in the niche.