Chlamydia kennen we nu vooral als vervelende geslachtsziekte, maar de bacterie bestaat al meer dan een miljard jaar. Wetenschappers hebben nu het stokoude genoom bestudeerd en ontdekten iets bijzonders.
Ze zijn meer te weten gekomen over de opkomst en evolutie van deze zogenaamde endosymbionten, oftewel organismen die in het lichaam van een ander organisme leven. De endoparasiet – die leeft binnenin zijn gastheer, in tegenstelling tot de ectoparasiet die op organismen leeft – kan opduiken bij mensen, dieren en zelfs bij het piepkleine eencellige diertje, de amoebe. Weense en Wageningse wetenschappers ontdekten dat de voorouder van de chlamydiae een miljard jaar geleden waarschijnlijk al in gastheercellen leefde, maar dat de chlamydiatak die zich later specifiek op amoeben ging richten op een fascinerende manier doorevolueerde. Chlamydiabacteriën die amoeben infecteren hebben namelijk een veel groter genenpakket dan men zou verwachten van een intracellulaire bacteriesoort, die afhankelijk is van zijn gastheer.
Ziekteverwekker
De chlamydiabacterie is bekend en berucht vanwege de ziekteverwekker Chlamydia trachomatis die bij de mens een vervelende en veel voorkomende seksueel overdraagbare aandoening veroorzaakt. Volgens het RIVM testen jaarlijks meer dan 20.000 mensen in Nederland positief op een chlamydia-infectie bij een bezoek aan een Centrum voor Seksuele Gezondheid. Lang voordat de eerste dieren op aarde rondliepen – de eerste amoeben zijn waarschijnlijk ongeveer 400 miljoen jaar geleden ontstaan – waren de voorouders van de hedendaagse chlamydiabacteriën al van de partij.
Genoom in kaart
Twintig jaar geleden werden de eerste chlamydiae-genomen in kaart gebracht. Wetenschappers vragen zich al die tijd al af waarom de chlamydiasoorten die in dierencellen worden gevonden een klein genenpakket hebben, net als andere endosymbionten, maar waarom hun verre neven en nichten, die amoeben infecteren, genoomgroottes hebben die meer lijken op vrijlevende bacteriën. Onderzoekers moesten het antwoord op deze vraag al die jaren schuldig blijven omdat de studie van de evolutie van deze diverse bacteriegroep lastig was. Het is namelijk erg complex om deze microben in het laboratorium te cultiveren.
Een miljard jaar parasiteren
In de nieuwe studie, die in Nature verscheen, wisten de wetenschappers dit probleem te omzeilen. “We hebben pas sinds kort de mogelijkheid om genomen rechtstreeks uit omgevingsmonsters te sequensen om de volledige diversiteit te kunnen onderzoeken van chlamydiae”, leggen de microbiologen uit. Met de nieuwe gegevens in de hand reisden ze terug in de tijd om het evolutieproces van de chlamydiae in kaart te brengen. Met behulp van geavanceerde computermethoden reconstrueerden ze het genoom van de laatste gemeenschappelijke voorouder van alle bekende chlamydiasoorten. Het team ontdekte dat deze uitgestorven microbe alle genen had die nodig waren om een endosymbiont te zijn. Zelfs genen die tegenwoordig belangrijk zijn voor chlamydiale dierpathogenen (ziekteverwekkers) waren waarschijnlijk al aanwezig. Dit betekent dat chlamydiae al meer dan een miljard jaar lang gastheercellen infecteren. De bacterie begon zijn kunstje bij eenvoudige meercelligen en heeft zijn vleugels in de tussentijd flink uitgeslagen.
Intercellulaire genenpool
Endosymbionten hebben maar beperkte mogelijkheden om genen uit te wisselen met andere bacteriën. Toch lijken de chlamydiae een manier te hebben gevonden om sneller te evolueren. “Onze resultaten laten zien dat er bij sommige chlamydiae meer genen zijn uitgewisseld dan verwacht voor endosymbionten”, leggen de auteurs uit. Hoe dit kan is niet helemaal duidelijk, maar de onderzoekers hebben een interessante hypothese. “Het is niet zo verwonderlijk als je nadenkt over de omgeving waarin deze chlamydiae leven: amoeben herbergen vaak meerdere endosymbionten en voeden zich met vrijlevende bacteriën, dus er zijn allerlei andere microben waarmee ze direct contact kunnen hebben en die zo de toegankelijke genenpool vergroten. Bovendien verplaatsen de meeste chlamydiae zich tussen verschillende gastheren door andere dieren te infecteren als ze de kans krijgen.”
De wetenschappers zijn benieuwd of deze manier van evolutie meer voorkomt bij endosymbionten in de natuur, iets wat vervolgonderzoek moet uitwijzen.
