ساعة جزيئية معاد ضبطها وأصول مستقلة لنسخ وباء الكوليرا

أدى وباء الكوليرا، الناتج عن Vibrio cholerae، إلى انتشار عالمي من جنوب آسيا في 7 أوبئة، لكن كانت هناك أيضًا تفشيات محلية بين الوباء السادس (1899-1923) والوباء السابع (1961-الحاضر). جميع ما سبق هي من النوع O1، في حين أن العزلات البيئية أو اللافقارية متنوعة من الناحية المستضدية. العزلات المذكورة قبل الوباء السابع، وأخرى من النسخ السلبية الطفيفة، مرتبطة بنسخة الوباء السابع، بينما النسخة السادسة من الوباء تنتمي لنفس السلالة لكن بارتباط أكثر بعدًا، ولا تُظهر العزلات غير الطفيلية أي بنية عنقودية. لفهم أصول وعلاقات النسخ الوبائية، قمنا بتسلسل الجينومات لسلالة من عام 1937 قبل الوباء وعزلة من الوباء السادس، وقارنّاها مع الجينوم المنشور للوباء السابع. لقد ميزنا بين الأحداث الطفرية والتزاوج، وخصصنا هذه وغيرها من الأحداث لفروع محددة في الشجرة التطورية. كانت هناك أحداث طفرية أكثر من الأحداث التزاوجية، لكن عدد الجينات، و44 مرة من القواعد ازدادت نتيجة عملية التزاوج. استخدمنا التغيرات الطفرية في البوليموريفيزم المفرد للجينات وتواريخ العزل المعروفة للعزلات قبل الوباء والسابع لتقدير معدل الطفرات، ووجدنا أنه أعلى بمقدار 100 مرة مما يُفترض عادةً. استخدمنا بعد ذلك هذا لتقدير تاريخ التشعب بين نسخ الوباء السادس والسابع بأنه حوالي 1880. على الرغم من وجود هامش كبير من الخطأ، فإن هذا أكثر واقعية بكثير من تقدير 10,000-50,000 عامًا استنادًا إلى الافتراضات المعتادة. نستنتج أن النسختين الوبائيتين حصلتا على القدرة الوبائية بشكل مستقل، وبشكل عام كان هناك 29 إدخال أو حذف لجين أو أكثر. كما كانت هناك تغييرات كبيرة في الانترون الرئيسي، نُسِبَت إلى اكتساب كاسيتات فردية بما في ذلك النسخ من الداخل، أو فقدان كتل من الكاسيتات. تفتح الأساليب المستخدمة مجالات جديدة لتحليل أصول وتاريخ غيرها من العوامل المسببة المهمة.