Бактериальные инфекции уже существовали 2 миллиарда лет назад

Предки легионелл, бактерий, вызывающих легионеллез, инфицировали эукариотические клетки, то есть содержащие клеточное ядро , еще два миллиарда лет назад , сообщают ученые из Университета Упсалы. Таким образом, инфекции начали возникать вскоре после того, как эукариоты начали питаться бактериями. «Наше исследование позволяет лучше понять, как появились вредные бактерии и как сложные клетки развились из простых», — говорит ведущий автор исследования, профессор Лайонел Гай.

Исследования показывают, что еще 2 миллиарда лет назад предки легионелл смогли избежать переваривания пищи эукариотами. Более того, они смогли использовать эукариотические клетки для размножения.

Бактерии Legionella относятся к отряду Legionellales . Мы обнаружили, что предок целого отряда появился 2 миллиарда лет назад, в то время, когда эукариотические клетки все еще находились в стадии становления, эволюционируя от простых клеточных форм к сложным формам, которые мы знаем сегодня. Мы считаем, что Legionellales были единственными из первых микроорганизмов, способных заражать эукариотические клетки, — поясняет сотрудник кафедры медицинской биохимии и микробиологии Андрей Гуляев.

Как могло произойти первое заражение, и бактерии стали способными заражать, размножаться и вызывать болезни? Первой стадией был фагоцитоз, при котором эукариотический организм, такой как амеба, поглощал предка легионеллы, чтобы питаться им. Следующим шагом должно стать его переваривание и использование в качестве источника энергии. Однако микроорганизм смог защитить себя, и именно он использовал амебу для размножения.

Шведские ученые обнаружили, что все бактерии рода Legionellales обладают тем же молекулярным механизмом защиты от переваривания, что и легионеллез. Это, в свою очередь, означает, что возможность заражения эукариот появилась у общего предка рода Legionellales . Если это так, то фагоцитоз должен был существовать 2 миллиарда лет назад, когда появился этот предок.

Открытие является важным аргументом в продолжающейся дискуссии о том, что было раньше. Были ли сначала митохондрии, захваченные эукариотическими организмами из другой группы бактерий, которые со временем стали энергетическими центрами наших клеток, или же был сначала фагоцитоз, считающийся необходимым для захвата митохондрий, но очень затратным с энергетической точки зрения?

Некоторые исследователи полагают, что первыми должны были появиться митохондрии, которые давали энергию для дорогостоящего процесса фагоцитоза. Однако наши исследования показывают, что фагоцитоз уже существовал 2 миллиарда лет назад, а митохондрии появились позже, — говорит Лайонел Гай.