A Yersinia pseudotuberculosis nevű baktérium fertőzött folyadékkal vagy táplálékkal jut be a szervezetbe, és általában viszonylag enyhe tüneteket okoz. A betegek bőrkiütésekre, lázra és gyomorfájdalmakra panaszkodnak, és bár az állapot nem kellemes, különösebben veszélyesnek sem nevezhető. Valamikor 1500−6400 évvel ezelőtt azonban ez a viszonylag ártalmatlan mikroba elkezdett átalakulni.
Egyik leszármazási vonala új géneket szedett össze, a korábban aktívak közül pedig néhányat elhallgattatott. Az átalakulással új terjedési mód is járt, a baktérium immár bolhacsípések útján jutott be áldozataiba, a korábbinál sokkal veszélyesebb, gyakran halálos betegséget okozva azokban. A pár ezer év alatt kialakuló új faj, a Yersinia pestis minden idők egyik leggyilkosabb baktériumává vált, az általa okozott járványok háromszor söpörtek végig a bolygón, és csak a 14. században 75 millió ember halálát okozták.
Napjainkban számos kutatócsoport igyekszik felderíteni, hogy pontosan hogyan alakult át a Y. pseudotuberculosis a pestis kórokozójává. Joseph Hinnebusch, az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézetének munkatársa például azt kutatja, hogyan váltak a bolhák a baktérium gazdaállataivá, hiszen ezen lépés kulcsfontosságú szerepet játszott abban, hogy a betegség széles körben elterjedjen az emlősök közt.
Amikor a Y. pseudotuberculosis megfertőz egy bolhát, az állat utóbelében telepszik meg, ahonnan nehezen lenne képes új szervezetekre átugrani. A pestis baktériuma azonban valami mást tesz. Hinnebusch és kollégái rájöttek, hogy a kórokozó fejlődése során szert tett egy génre, amelynek köszönhetően képes átterjedni a rovar tápcsatornájának más régióira is. Ezzel párhuzamosan pedig elveszített három gént, amelyek megakadályozták, hogy összefüggő kolóniákat, úgynevezett biofilmeket alkothasson a gazdaszervezetben.
Ezen négy változás eredményeként a Y. pestis egészen a gyomorszájig feljut. Az itt képződő biofilm megakadályozza, hogy a bolhák könnyen lenyeljék a megcsípett élőlény vérét, így a bekebelezett folyadék egy részét a gyomorszájon összeszedett baktériumokkal együtt visszaöklendezik az áldozatba. A pestis baktériuma tehát négy gén megváltozott működése révén gyakorlatilag refluxot okozott a bolhákban, így téve lehetségessé saját terjedését.
A bolhákkal való kedvező kapcsolat kialakítása érdekében még egy fontos lépésre szükség volt: a baktériumnak kevésbé veszélyessé kellett válnia. Míg ugyanis a Y. pseudotuberculosis az emberre kevéssé veszélyes, a megfertőzött rovarok 40 százalékát megöli. Hinnebusch és kollégája, Iman Chouikha a baktérium által megtermelt fehérjék különböző kombinációit juttatták be kísérleti állataikba annak kiderítése érdekében, hogy pontosan melyik protein teszi olyan végzetessé a fertőzést.
A vizsgálatok során kiderült, hogy a bolhák haláláért az UreD nevű gén által kódolt ureáz felel, és ha a baktérium genomjából eltávolítják ezt a gént, a mikroba a továbbiakban semmiféle hatással nem lesz a rovarokra. Az ureáz feladata a karbamid nevű vegyület bontása, amelynek során egyebek mellett ammónia is képződik. A szakértők szerint a Y. pseudotuberculosis fertőzésekor gyakorlatilag ammóniamérgezésben pusztulnak el a bolhák, amelyekre a vizsgálatok alapján mindenfajta ureáz enzim hasonlóan halálos hatással van.
A pestis baktériuma viszont nem termel ureázt. Egyetlen apró mutáció eredményeként a genomjában található UreD-gén teljesen használhatatlan fehérjéket állít elő, amelyek nem jelentenek veszélyt a bolhákra. Ez ismét nagyon lényeges lépésnek bizonyult, hiszen a bolhák még az új módszerrel sem túl hatékonyak a baktérium terjesztésében. Nagyon sok fertőzött példányra van szükség ahhoz, hogy járványt robbantsanak ki, ami még kisebb eséllyel fordulhatna elő, ha a mikroba 40 százalékukat elpusztítaná. A szakértők számításai szerint ureázt is termelő pestisbaktériumok esetén a sikeres fertőzéshez több bolhára lenne szükség, mint amennyi általában megtalálható egy-egy rágcsálón. A mutáció nélkül tehát a Y. pestis sosem lett volna képes járványokat produkálni.
