一項(xiàng)新的研究表明，導(dǎo)致瘧疾的寄生蟲(chóng)表達(dá)的基因編碼了它們?cè)谏笃谛枰牡鞍踪|(zhì)，兩種不同的方案被用來(lái)防止這些蛋白質(zhì)在需要之前被真正制造出來(lái)。制備這些基因的mRNA是非常危險(xiǎn)的：能量非常昂貴，蛋白質(zhì)的過(guò)早產(chǎn)生可能會(huì)使寄生蟲(chóng)不具有傳染性。然而，當(dāng)寄生蟲(chóng)在蚊子和人類宿主之間傳播時(shí)，這種策略允許寄生蟲(chóng)對(duì)不可預(yù)測(cè)的變化做出快速反應(yīng)。了解這些“翻譯抑制”方案可以幫助研究人員發(fā)現(xiàn)它們的弱點(diǎn)，這些弱點(diǎn)可以用于對(duì)抗瘧疾的新策略。
這項(xiàng)研究由賓夕法尼亞州立大學(xué)、西雅圖系統(tǒng)生物學(xué)研究所、約翰霍普金斯大學(xué)和華盛頓大學(xué)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行，并于2019年10月31日發(fā)表在《自然通訊》雜志上。
賓夕法尼亞州立大學(xué)生物化學(xué)和分子生物學(xué)助理教授、這項(xiàng)研究的領(lǐng)導(dǎo)者之一斯科特林德納說(shuō)：“瘧原蟲(chóng)的生命周期非常復(fù)雜，它在蚊子和人類宿主之間來(lái)回傳播。”團(tuán)隊(duì)?！凹纳x(chóng)無(wú)法預(yù)測(cè)這些傳播何時(shí)會(huì)發(fā)生，因此它們需要能夠快速做出反應(yīng)，以應(yīng)對(duì)環(huán)境的變化。我們知道寄生蟲(chóng)是如何為從人類跳到蚊子做準(zhǔn)備的，但直到現(xiàn)在，還沒(méi)有人系統(tǒng)地研究過(guò)寄生蟲(chóng)是如何為從蚊子變成人類做準(zhǔn)備的?！?
根據(jù)2018年世界衛(wèi)生組織《世界瘧疾報(bào)告》，瘧原蟲(chóng)每年感染2億人，導(dǎo)致約40萬(wàn)人死亡。當(dāng)它從受感染的哺乳動(dòng)物身上獲得血粉時(shí)，它會(huì)進(jìn)入蚊子體內(nèi)。在蚊子體內(nèi)，雌雄寄生蟲(chóng)融合，最終在蚊子的胃里產(chǎn)生卵囊。在卵囊內(nèi)，這些寄生蟲(chóng)將進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成數(shù)千個(gè)感染微弱的子孢子。當(dāng)卵囊破裂時(shí)，子孢子穿過(guò)蚊子的血液，鉆入蚊子的唾液腺。當(dāng)蚊子吃下一頓飯時(shí)，它們可以傳播回哺乳動(dòng)物。在從卵囊進(jìn)入唾液腺的過(guò)程中，子孢子的傳染性增加了1萬(wàn)倍。
研究團(tuán)隊(duì)從卵囊和唾液腺中產(chǎn)生并純化了大量的子孢子，然后利用最新的基于質(zhì)譜的RNA測(cè)序和蛋白質(zhì)組學(xué)，對(duì)雞蛋中的所有mRNA和蛋白質(zhì)進(jìn)行了鑒定。每個(gè)階段。他們?cè)诩s氏瘧原蟲(chóng)(一種感染小鼠且在實(shí)驗(yàn)室中更容易處理的瘧疾寄生蟲(chóng))和惡性瘧原蟲(chóng)(一種導(dǎo)致大多數(shù)瘧疾相關(guān)死亡的人類傳染性寄生蟲(chóng))中都做到了這一點(diǎn)。
林德納說(shuō)：“約氏瘧原蟲(chóng)通常是實(shí)驗(yàn)室研究的首選，因?yàn)槲覀兛梢院苋菀椎卦谡麄€(gè)生命周期中追蹤它，但它可能不同于惡性瘧原蟲(chóng)?！薄巴ㄟ^(guò)研究這兩者，我們可以確定這些過(guò)程的保守程度，以及在感染不同宿主的寄生物種中，是否存在表現(xiàn)出相似行為的特定mRNA或蛋白質(zhì)?！?
通過(guò)這項(xiàng)研究，研究人員證明了子孢子可以利用類似人體傳播給蚊子的寄生蟲(chóng)的方案，產(chǎn)生其生命周期下一階段所需基因的mRNA，但隨后會(huì)主動(dòng)抑制其翻譯成蛋白質(zhì)。這種方式的翻譯抑制了多達(dá)四分之三最豐富的基因。
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