دانشمندان مؤسسه بیوانفورماتیک ویرجینیا (VBI) در فناوری ویرجینیا، دانشکده پزشکی دانشگاه مریلند و دانشگاه لوئیزویل نشان داده‌اند که ژن‌های نوع خاصی از سیستم ترشح مولکولی در Rickettsia، ساختاری که در بسیاری از موارد مرتبط با بیماری زاست، در طی سالیان متمادی تکامل حفظ شده است.
دانشمندان توالی ژنی ۱۳ گونه Rickettsia را برای تشخیص یک سیستم ترشحی نوع IV بسیار حفاظت شده مقایسه کردند.سیستم‌های ترشح نوع IV ناقل‌های غشایی هستند که می‌توانند به عنوان سرنگ‌هایی عمل کنند که فاکتورهای حدت را به سلول‌های میزبان خود (یوکاریوت‌ها) تزریق می‌کنند. پس از معرفی، این عوامل حدت میزبان را به خطر می اندازد و ممکن است منجر به بیماری مضر شود، به عنوان مثال بیماری لژیونرها (Legionella pneumophila) و تب کیو (Coxiella burnetii). با این حال، این سیستم های ترشحی در بیماری های انسانی ناشی از ریکتزیا، از جمله تیفوس همه گیر (R. prowazekii) و تب خالدار کوه راکی (R. rickettsii) دخیل نیستند. سیستم‌های ترشح نوع IV در توانایی خود در انتقال اسیدهای نوکلئیک و پروتئین‌ها به سلول‌های گیاهی و حیوانی منحصربه‌فرد هستند. نقش احتمالی ناقلی که مستقیماً با بیماریزایی مرتبط نیست، مانند انتقال DNA، در ریکتزیا نادیده گرفته شده است.
دکتر جوزف گیلسپی، بیوانفورماتیک موسسه بیوانفورماتیک ویرجینیا و رهبر این مطالعه، اظهار داشت: «ما از اطلاعات ژنومی Rickettsia که به طور پیوسته در 10 سال گذشته جمع‌آوری شده است، به عنوان نقطه شروعی برای بررسی دقیق منشأ و عملکرد بیماریزایی Rickettsia استفاده کرده‌ایم. مانند ژن هااین مطالعه نشان می‌دهد که یک سیستم ترشح بسیار حفاظت‌شده نوع IV در 13 ژنوم مورد بررسی قرار گرفته است، که برخی از آنها، به‌طور شگفت‌انگیزی، برای ایجاد بیماری در میزبان‌های بی‌مهرگان و مهره‌داران خود شناخته نشده‌اند.»
علاوه بر ماهیت تکاملی سیستم ترشحی Rickettsia نوع IV حفظ شده، تجزیه و تحلیل انفورماتیک برخی از خواص غیرمنتظره، از جمله تکرار ژن تقریباً نیمی از اجزای آن را نشان داد. تکثیر ژن در ژنوم ریکتزیا بسیار نادر است. با کاوش کمی بیشتر، این تیم همچنین سه ژن اضافی را شناسایی کردند که احتمالاً در سیستم ترشح نقش دارند. گیلسپی خاطرنشان کرد: "از آنجایی که ریکتزیا در تمام مراحل چرخه زندگی خود در میزبان خود زندگی می کند، ما در نحوه توصیف ژن های آنها بسیار محدود هستیم. محققان اغلب انتخاب کمی دارند جز استفاده از اطلاعات مرتبط از سایر باکتری ها که مطالعه آنها آسان تر است." این اغلب مستلزم کار فشرده کار دستی است که در حال حاضر نمی توان آن را با روش های پیش بینی ژن خودکار جایگزین کرد.گیلسپی افزود: «گاهی اوقات، مغز الگوریتم را شکست می دهد.»
یکی از مکاشفه های اصلی مقایسه توالی این است که ارگانیسم اجدادی Rickettsia به احتمال زیاد یک منبع ژنتیکی مانند حدت را از باکتری های دوردست به دست آورده است. تیم بر این باور است که ممکن است این اتفاق زمانی رخ داده باشد که جد در یک میزبان تک یاخته ساکن بوده است.
محقق اصلی برونو سوبرال خاطرنشان کرد: "گونه های ویروسی Rickettsia هم به عنوان عوامل نوظهور بیماری های عفونی و هم به عنوان عوامل بالقوه بیوترور بسیار مورد توجه هستند. با این حال، بسیاری از کارهای آزمایشگاهی شدید نتوانسته اند اطلاعاتی را ارائه دهند که عوامل بیماری زای آنها را مشخص کند. رویکرد ژنومیک مقایسه‌ای ما، تکامل بیماریزایی ریکتزیا را روشن می‌کند و یک پایه محکم برای ارزیابی آزمایشگاهی آینده عملکرد سیستم ترشحی ریکتزیا نوع IV فراهم می‌کند."
دکتر گیلسپی نتیجه گرفت: "شواهد تجربی اضافی از مطالعات اخیر نشان می دهد که برخی از اجزای سیستم ترشح ریکتزیا نوع IV در واقع بیان، تنظیم و ترشح می شوند.هنوز خیلی زود است که با قطعیت مکانیسم دقیق نحوه عملکرد سیستم را بدانیم، اما اکنون یک پایه محکم برای کار آینده داریم."
