Legionella polyplacis. Tak se jmenuje nově objevená bakterie z rodu Legionella, kterou objevili a popsali vědci z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity. Tým profesora Václava Hypši zároveň popsal i mechanismus, kterým se z obávaného patogenu, vyvolávajícího vážnou nemoc u lidí, může stát symbiont krevsajícího hmyzu.
Legionella je rod patogenních bakterií čeledi Legionellaceae způsobující tzv. nemoc legionářů či mírnější pontiackou horečku. Název nemoci nemá nic společného s českými „legionáři“, ale vychází ze skutečnosti, že nemoc byla poprvé popsána u členů Americké legie, kteří se v červenci 1976 sjeli na třídenní konferenci do Filadelfie.
V hotelu, kde všichni bydleli, se pak nakazili legionelami, které se namnožily v okruhu chladicí vody ventilačního systému. Později bylo reprospektivně zjištěno, že první případy takzvané legionářské nemoci se v USA vyskytly už během druhé světové války.
Legionella se obvykle vyskytuje a množí v úsadách teplovodních potrubích, boilerech a klimatizacích. K nákaze dochází téměř výhradně vdechnutím infikovaného aerosolu do plic. Legionely jsou bakterie, které rády pronikají do buněk hostitele. Pokud onemocnění vyvolá těžký zápal plic, až 10 % nakažených zemře.
V přírodním prostředí žijí legionely převážně v biofilmech ve vodě, kde se stávají vnitrobuněčnými symbionty améb a dalších prvoků. Proto nepřekvapí, že známé druhy legionel byly popsány buď z nemocnic anebo z vodních zdrojů. Jedinou výjimku v tomto směru představuje vnitrobuněčný symbiont dvou druhů vší Polyplax serrata a Polyplax spinulosa, které žijí na hlodavcích. Jak se ale z legionely mohl stát symbiont parazitů hlodavců?
Odpověď na tuto otázku hledal se svými kolegy Václav Hypša z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích a Biologického centra AV ČR. Nejprve přečetli kompletní sekvenci DNA genomu legionely ze vší, a poté ji porovnali s genomy jiných legionel i s genomy jiných symbiontů hmyzu. Pomocí fylogenetické analýzy potvrdili, že dotyčná bakterie je skutečně zástupcem rodu Legionella, a navrhli ji pojmenovat jako Legionella polyplacis.
„Z našich výsledků vyplývá, že genom této symbiotické legionely prochází masivní degenerací, včetně podstatného zmenšení genomu, což je u vnitrobuněčných symbiontů častým jevem,“ řekl webu “sciencezoom“ Václav Hypša. Genom zkoumané legionely se podle něj přizpůsobuje životu uvnitř vší stejným způsobem, jako tomu je u dalších vnitrobuněčných symbiontů vší, bakterií rodu Riesia a Puchtella.
V jiných znacích se zase legionela od těchto bakterií liší. Analýzy sekvencí rovněž ukazují, že v evoluci genomu legionely Legionella polyplacis sehrál významnou roli horizontální přenos DNA. Během tohoto procesu dochází k přenosu částí sekvencí DNA nebo i celých genů či soustav genů mezi bakteriemi. Týká se to například kompletního biotinového operonu, tedy sekvence zodpovědné za tvorbu biotinu neboli vitamínu B7.
Co to znamená? Podle Václava Hypši vlastně nic jiného než potvrzení schopnosti některých legionel stát se z obávaného patogenu (u lidí) symbiontem krevsajícího hmyzu. „ Horizontální přenos biotinového operonu zároveň zřejmě podstatně usnadnil přechod legionely do role vnitrobuněčného symbionta vší,“ uvedl Hypša. Laicky řečeno zřejmě některé druhy legionel dokázaly přizpůsobit svou genetickou výbavu tomu, aby se poté, co se s krví dostali do hmyzu, staly z „nepřítele“ jednoho organismu „přítelem“ druhého. Zatímco například u lidí vyvolávají legionely vážné onemocnění, vším pomáhají vyrábět vitamín B7 a žijí tedy s e svým hostitelem v naprosté symbióze.
Podobný mechanismus „genetické přeměny“ se přitom později jihočeským vědcům podařilo prokázat i u dalších symbiontů vší, tedy baktérií Neisseria a Snodgrassella. Výsledky výzkumu zveřejnil prestižní vědecký časopis Molecular Ecology.
