一种微生物,起源于人类肠道中常见的微生物,迁移到生殖器区域并繁殖,扩大了自身的大小和基因组的复杂性。《阴道毛滴虫》的遗传物质是其最接近的微生物同类的10倍,并且已确认的基因(26,000个)比其人类宿主还多。此外,根据1月12日《科学》杂志上的一项研究,这种真核生物可能有多达34,000个尚未确认的基因,拥有迄今为止已测序的任何单细胞生物中最大的基因组。它恰好也是全球每年估计发生1.7亿例滴虫病病例的传染源。
这个数字是世界卫生组织的一个近似值;尽管其流行,但大多数公共卫生机构,包括美国疾病控制和预防中心,都没有追踪这种感染,在美国,这种疾病困扰着至少八百万人。然而,《阴道毛滴虫》感染会增加对艾滋病毒的易感性,并导致一些妇女出现泡沫状、有异味的分泌物。纽约大学基因组学家、该报告的主要作者简·卡尔顿指出:“如果你的培养皿中飘出难闻的气味,你就可以判断它生长良好。”
但是,《阴道毛滴虫》的有趣之处不仅仅在于它作为公共卫生克星的角色。它的基因组也是迄今为止测序过的重复性最高的基因组。超过65%的遗传信息是重复的,而且这些副本非常接近。“它们只相差约3%,”卡尔顿说。“我们目前还没有处理这种基因组的计算机算法。它仍然是数千个片段。”事实上,事实证明,试图从其组成部分中将基因组拼接起来非常困难。
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尽管如此,卡尔顿和她的团队还是能够拼接出至少 26,000 个基因。大多数基因参与帮助寄生虫致病以及消耗其他细胞,范围从周围的良性细菌到人体自身的红细胞和白细胞。但并非所有基因都有明确的用途。“它有 800 多个编码表面蛋白的基因,这是一个庞大的数量,”卡尔顿说。“我们不知道为什么。”
这种遗传物质增殖的一个可能原因是,这种微生物只是在沿途添加了其一些邻居的遗传物质;至少有一个基因似乎在过去的某个时候从另一种细菌那里交叉过来,使病原体首次能够制造自己的氨基酸。研究人员推测,随着《阴道毛滴虫》大胆地从其在肠道中的祖先家园迁移到其在生殖器中的新领域,基因组的大小随之膨胀,这种迁移也是完全神秘的。
一旦进入阴道或尿道,极具移动性的《阴道毛滴虫》就会将其原本梨形的身体贴在壁上,并分泌蛋白质来破坏周围的细胞,同时消耗周围的有益细菌,以改变环境的整体酸度,使其更符合自己的喜好。这种多重不良习惯——以及当它扁平时表面积的膨胀——可能解释了这种微生物基因组的大小。
要进一步了解其超大基因组的奥秘,还需要等待尝试对近亲进行测序,例如一种侵扰牛并可能经历了类似迁移的近亲。“我想对它进行测序,看看它是否具有相似的大小,这将是证明我们假设的一种方法,”卡尔顿沉思道。无论如何,《阴道毛滴虫》开始受到这种常见祸害应有的关注。“这是最常见的非病毒性性传播感染,比衣原体、梅毒或淋病更常见,”她补充道。“然而,它却被忽视了,因为有些人没有症状,尤其是男性。”