高风险策略可以为意想不到的寄生虫做准备 但可以用来对抗致命的疾病

一项新的研究表明，导致疟疾的寄生虫表达的基因编码了它们在生命后期需要的蛋白质，两种不同的方案被用来防止这些蛋白质在需要之前被真正制造出来。制备这些基因的mRNA是非常危险的：能量非常昂贵，蛋白质的过早产生可能会使寄生虫不具有传染性。然而，当寄生虫在蚊子和人类宿主之间传播时，这种策略允许寄生虫对不可预测的变化做出快速反应。了解这些“翻译抑制”方案可以帮助研究人员发现它们的弱点，这些弱点可以用于对抗疟疾的新策略。

这项研究由宾夕法尼亚州立大学、西雅图系统生物学研究所、约翰霍普金斯大学和华盛顿大学的科学家团队进行，并于2019年10月31日发表在《自然通讯》杂志上。

宾夕法尼亚州立大学生物化学和分子生物学助理教授、这项研究的领导者之一斯科特林德纳说：“疟原虫的生命周期非常复杂，它在蚊子和人类宿主之间来回传播。”团队。“寄生虫无法预测这些传播何时会发生，因此它们需要能够快速做出反应，以应对环境的变化。我们知道寄生虫是如何为从人类跳到蚊子做准备的，但直到现在，还没有人系统地研究过寄生虫是如何为从蚊子变成人类做准备的。”

根据2018年世界卫生组织《世界疟疾报告》，疟原虫每年感染2亿人，导致约40万人死亡。当它从受感染的哺乳动物身上获得血粉时，它会进入蚊子体内。在蚊子体内，雌雄寄生虫融合，最终在蚊子的胃里产生卵囊。在卵囊内，这些寄生虫将进一步转化成数千个感染微弱的子孢子。当卵囊破裂时，子孢子穿过蚊子的血液，钻入蚊子的唾液腺。当蚊子吃下一顿饭时，它们可以传播回哺乳动物。在从卵囊进入唾液腺的过程中，子孢子的传染性增加了1万倍。

研究团队从卵囊和唾液腺中产生并纯化了大量的子孢子，然后利用最新的基于质谱的RNA测序和蛋白质组学，对鸡蛋中的所有mRNA和蛋白质进行了鉴定。每个阶段。他们在约氏疟原虫(一种感染小鼠且在实验室中更容易处理的疟疾寄生虫)和恶性疟原虫(一种导致大多数疟疾相关死亡的人类传染性寄生虫)中都做到了这一点。

林德纳说：“约氏疟原虫通常是实验室研究的首选，因为我们可以很容易地在整个生命周期中追踪它，但它可能不同于恶性疟原虫。”“通过研究这两者，我们可以确定这些过程的保守程度，以及在感染不同宿主的寄生物种中，是否存在表现出相似行为的特定mRNA或蛋白质。”

通过这项研究，研究人员证明了子孢子可以利用类似人体传播给蚊子的寄生虫的方案，产生其生命周期下一阶段所需基因的mRNA，但随后会主动抑制其翻译成蛋白质。这种方式的翻译抑制了多达四分之三最丰富的基因。

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