В чем особенности генома различных штаммов кишечных палочек? С чем связаны вспышки кишечных заболеваний? И как бактерии приобретают патогенные свойства? Об этом рассказывает доктор биологических наук Михаил Гельфанд.

Кишечная палочка — стандартный лабораторный объект, по-видимому, самое изученное существо на свете. Сначала определили последовательность генома стандартного лабораторного штамма. Известно было, что лабораторные штаммы, линии, которые были выделены в разное время, немножко друг от друга отличаются. Одни умеют питаться этим сахаром, другие не умеют. Собственно, их так и различали по биохимическим возможностям. Потом определили последовательность геномов, определили первый очень хорошо, потом определили второй и третий и удивились, потому что оказалось, что геномы кишечных палочек могут отличаться друг от друга на треть.

Одна кишечная палочка в кишечнике живет, ее там мало, и она никому не мешает. А другая кишечная палочка попадает в кишечник, и начинается дизентерия и все прочее. Она умеет продуцировать токсин, который раздражает клетки эпителия, и происходит локальное воспаление. Или она умеет делать белок, благодаря которому умеет плотно цепляться к эпителию, и опять-таки производит токсин, происходит локальное воспаление. Как правило, эти гены неуниверсальные, иначе кишечная палочка была бы универсальным патогеном. Они разные в разных штаммах, причем они определяют клинические проявления.

Возможность бактерий приобретать патогенные свойства у разных видов разная, и, по-видимому, у подавляющего большинства бактерий, которые живут с человеком, таких шансов нет. А среди красивых примеров, когда такое появлялось, — кишечные палочки, которые время от времени становятся патогенами. Это чума, чумная палочка Yersinia pestis, она как Shigella, она является недавним клоном, такой группой родственных штаммов, которые выделились из совершенно другой Yersinia — их предка Yersinia Pseudotuberculosis, более мягкого заболевания. И, по-видимому, самый яркий пример — это сибирская язва, Bacillus anthracis, потому что это тоже клон, клон совершенно безобидной почвенной бактерии Bacillus cereus. У нее есть два отпрыска: возбудитель сибирской язвы у человека и млекопитающих, есть возбудитель очень страшной болезни насекомых, который убивает всяких колорадских жуков.