鼠疫耶尔森菌毒力衰减的演化之谜:三次大流行中pla基因拷贝数减少的适应性意义

【字体: 时间:2025年05月30日 来源:SCIENCE 44.7

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  来自越南的研究人员针对鼠疫耶尔森菌(Yersinia pestis)在三次大流行中毒力衰减的演化机制展开研究。通过分析古今菌株,发现质粒pPCP1上的毒力基因pla拷贝数减少会降低腺鼠疫模型死亡率(100%→85%)并延迟死亡时间2天,揭示了病原体在宿主种群碎片化环境中的适应性演化规律,为流行病持续传播提供新见解。

  

历史长河中,鼠疫耶尔森菌(Yersinia pestis)曾三次席卷全球,而最新研究揭开了它"自我削弱"的生存策略。科学家们发现,无论是查士丁尼瘟疫还是黑死病时期的古菌株,抑或现代越南分离株,都出现了pla毒力基因的拷贝数减少现象。这个编码纤溶酶原激活剂(Pla)的基因原本位于高拷贝质粒pPCP1上,但在演化过程中会转移到单拷贝的pCD1质粒或染色体上。

小鼠实验展示了精妙的演化平衡:pla拷贝减少使腺鼠疫(bubonic plague)死亡率从100%降至85%,死亡时间延迟约2天,但对肺鼠疫(pneumonic plague)和败血型鼠疫(septicemic plague)无显著影响。这种精准调控背后暗藏玄机——当黑鼠等主要宿主因疫情大规模死亡导致种群碎片化时,适度降低毒力反而更有利病原体传播。

研究团队提出"宿主间距"假说:随着宿主密度降低,需要更长的宿主存活时间让染病个体能移动到更远的新种群。就像调整引擎功率的赛车,鼠疫菌通过xrs位点介导的pla基因转移机制,在超高毒力和持续传播间找到了最佳平衡点。这项发现不仅解开了历史疫情持续燃烧的谜题,更为新发传染病研究提供了演化生态学范本。

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