Maaperäbakteeri kulki orjakaupan myötä Afrikasta Amerikkaan

Burkholderia pseudomallei on tropiikin maaperässä viihtyvä vaarallinen bakteeri, joka maailman terveysjärjestö WHO:n arvioiden mukaan aiheuttaa vuosittain yli 160 000 infektiotapausta. Näihin infektioihin menehtyy joka vuosi lähes 90 000 ihmistä. Äskettäin kehitetty geenien kartoitusmenetelmä selvensi bakteerin aiheuttaman aivokuumeen leviämisen mekanismia. Tutkimus on esimerkki DNA-teknologian ja tilastollisen mallinnuksen yhdistelmän voimasta.
Burkholderia pseudomallei. Kuva: Wikimedia Commons
Burkholderia pseudomallei -bakteeri tunnetaan sen ilmiömäisestä kyvystä aiheuttaa sairauksia, joiden oireet vaihtelevat ihottumasta maksakasvaimiin, keuhkokuumeeseen ja aivokuumeeseen. Tutuksi bakteeri tuli Vietnamin sodan jälkeen, kun amerikkalaiset sotilaat altistuivat sen aiheuttamille infektioille hengitettyään helikopterien roottorien ilmaan nostamaa pölyä. Koska bakteeri on luonnostaan resistentti useimmille antibiooteille, sen aiheuttamien infektioiden hoito on vaikeaa.    

Perimän molekyylimallinnus on usein hyvin paljastava

Arvostetussa Nature Microbiology -julkaisussa esitellyssä tutkimuksessa analysoitiin satoja trooppisia bakteerinäytteitä neljältä eri mantereelta.

Yllättäen perimän muutoksiin perustuva molekyyliajoitus paljasti, että Amerikan mantereella esiintyvät bakteerit ovat hyvin läheistä sukua afrikkalaisille bakteerikannoille. – Aiemmin oli nimittäin ajateltu, että B. pseudomallei -bakteerit ovat esiintyneet kaikkialla tropiikin maaperässä jo hyvin kauan.

- Amerikkalaisten bakteerien esi-isä ajoittuu Afrikkaan 1700-luvun loppupuolelle, jolloin miljoonia ihmisiä vietiin orjina näiden kahden mantereen välillä. Orjalaivat kuljettivat myös viljelykasveja, joiden mukana siirtyneen mullan avulla B. pseudomallei -bakteerit pääsivät asuttamaan uuden mantereen, selittää HIIT:in professori Jukka Corander Helsingin yliopistosta, joka on tilastotieteilijänä paneutunut tilastojen mallintamiseen ja sen myötä bakteeritautien liikkumiseen ja resistenssiominaisuuksiin.

Mikrobit hyppäävät uusiin ekolokeroihin

Tuoreessa Nature Microbiology -lehden artikkelissa osoitettiin myös, että bakteerilla tapahtuu jatkuvasti vastaavaa muuttoliikettä pienemmässä mittakaavassa Mekong-joen alueella Aasiassa.

Nämä löydökset ovat esimerkkejä siitä, miten ihmisen liikkuvuus ja globaali rahtitoiminta antavat mikrobeille jatkuvasti mahdollisuuden hypätä uusiin ekolokeroihin.

- Tutkimuksemme on esimerkki DNA-teknologian ja tilastollisen mallinnuksen yhdistelmän mahtavasta voimasta. Tähtitieteilijät pystyvät päättelemään valon ja säteilyn ominaisuuksista, mitä maailmankaikkeudessa tapahtui kauan sitten. DNA ja todennäköisyysmallit antavat meille vastaavanlaisen ”aikakoneen” jonka avulla voimme päätellä erilaisten tekijöiden rooleja evoluutioprosessissa, Jukka Corander sanoo.

Vaikea on tietää, mikä tekijä perimässä on vastuussa mistäkin sairaudesta

Koska B. pseudomallei -bakteerit aiheuttavat kameleonttimaisella tavalla monenlaisia oireita, on ollut vaikea selvittää, mitkä perimän tekijät ovat vastuussa mistäkin sairaudesta.

- Äskettäin kehittämämme geenien kartoitusmenetelmä antoi kuitenkin mahdollisuuden löytää syyn aivokuumeeseen, Jukka Corander kertoo.

- Tämän bakteerin aiheuttamaa aivokuumetta esiintyy ainoastaan Australiassa, ja me pystyimme paljastamaan ne geenit, joiden avulla bakteeri toimii näin.

Kyky aiheuttaa aivokuumetta on syntynyt riippumattomasti useita kertoja Australian pohjoisosissa, todennäköisimmin bakteerin lainatessa geenejä muilta lajeilta.

Tulokset avaavat sairauksien syntymekanismeja ja valottavat näin maaperän bakteerien leviämisväyliä.

Professori Jukka Corander tutki ryhmänsä kanssa B. pseudomallein evoluutiota yhteistyössä Sanger Instituutin tutkijoiden kanssa.

Julkaisu: Global and regional dissemination and evolution of Burkholderia pseudomallei. Nature Microbiology, Advance Online Publication (AOP), DOI 10.1038/nmicrobiol.2016.263

Lähde:  HY

0 kommenttia:

Lähetä kommentti