古老基因组揭示虱传回归热螺旋体(Borrelia recurrentis)的进化史与人类文化变迁的关联

时间:2025年5月23日
来源:SCIENCE

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来自英国的研究团队通过对4株2300-600年前的古早虱传回归热病原体(B. recurrentis)基因组测序,揭示其与近亲蜱传B. duttonii的分化发生在6000-4000年前,与人类新石器时代羊毛纺织技术发展同步,并通过全基因组泛基因组分析首次观察到质粒分配基因的持续演化。该研究为病原体宿主转换机制提供了直接年代学证据。

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这项突破性研究解码了四株来自英国的古早虱传回归热螺旋体(Borrelia recurrentis)基因组,最古老样本可追溯至公元前300-100年的铁器时代。通过放射性碳定年与突变率计算,研究者发现这种致命病原体与其近亲蜱传B. duttonii的分化发生在约6000-4000年前,恰逢人类新石器时代向青铜时代过渡期——羊毛纺织技术兴起可能促进了体虱媒介的传播生态位形成。

全基因组泛基因组分析显示,现代B. recurrentis标志性的基因组精简特征在2300年前已基本形成,但质粒分配相关基因直到中世纪(约1000年前)仍在持续演化。特别值得注意的是,在铁器时代到中世纪的样本中,研究者直接观测到基因获得(红色标注)与丢失(黄色标注)的动态过程,揭示了宿主转换过程中基因组重塑的复杂性。

该研究首次建立虱传病原体基因组演化的直接时间轴,证实人类文化变革(如纺织技术发展)如何塑造新发传染病的进化轨迹。通过古代DNA与现生菌株的对比分析,不仅重构了回归热螺旋体从蜱传向虱传转变的关键时间节点,更展示了质粒动态在病原体适应性进化中的持续作用,为理解媒介特异性转换的分子机制提供了新视角。

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