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研究了五种疟疾寄生虫的三维基因组组织和两个相关的寄生虫

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由加州大学河滨分校和拉霍亚免疫学研究所的科学家领导的国际研究小组发现,疟疾寄生虫基因组由寄生虫特异性基因家族塑造,这种基因组组织与寄生虫的毒力密切相关。

研究结果强调了空间基因组组织在基因调控和控制疟疾寄生虫毒力方面的重要性。

我们的研究结果强调了这样的观点,即靶向蛋白质的化合物参与建立和维持基因组结构可能会干扰寄生虫的发育和免疫逃避,联合首席研究员Karine
Le
Roch说,他是加州大学河滨分校,细胞和系统系的教授。生物学。针对基因组结构的新型干预策略因此可以标志着针对疟疾的疫苗和药物开发的突破。

研究结果发表在美国国家科学院院刊上。

Le Roch,La
Jolla免疫学研究所计算生物学领导助理教授,加州大学圣地亚哥分校医学院助理兼职教授Ferhat
Ay及其同事,研究了五种疟疾寄生虫的三维基因组组织和两个相关的寄生虫,以确定基因组结构和致病性之间的可能联系。他们发现,在所有五种疟疾寄生虫中,基因组组织主要是三维空间中寄生特异性基因家族的聚类。

此外,细胞核中的这种三维基因组组织在这些致命寄生虫的基因表达和致病性中发挥作用,UCR传染病媒介研究中心主任,UCR综合基因组研究所成员Le
Roch说。生物学。

疟疾寄生虫中毒力最强的物种使用抗原变异机制来改变其表面蛋白质并避免宿主免疫反应。寄生虫转换其抗原谱的能力与寄生虫的高毒力相关。寄生虫转换其抗原谱的能力越强,寄生虫的毒性就越强。

研究人员发现,两种最具致病性的人类疟疾寄生虫 -恶性疟原虫和诺氏疟原虫-
在参与抗原变异的基因家族组织中具有独特的特征。他们报道,恶性疟原虫和P.
knowlesi分别进化出独特的基因家族 –
var和SICvar–使这些寄生虫能够经历抗原变异。

其他疟原虫基因组的组织也是由它们的毒力基因驱动的 –
但它们并没有像我们在恶性疟原虫和P. knowlesi中看到的那样强烈,Le Roch说。

当研究人员为相关的人类寄生虫Babesia
microti(导致美国流行的疟疾样疾病)和弓形虫(弓形虫)产生类似的3-D基因组模型时,他们发现免疫系统较弱的个体会发生弓形虫病,他们之间没有关联。基因组结构和基因表达一般,表明这种关联是疟原虫特异性的。

我们通过比较五种疟疾寄生虫与B. microti和T.
gondii获得的结果,强烈表明疟疾寄生虫的基因组组织已经被影响毒力的寄生虫特异性基因家族所塑造,Le
Roch说。

研究人员还观察到感染灵长类动物和啮齿动物的疟疾寄生虫之间的显着差异,这表明各种寄生虫谱系已经进化出不同的策略以在它们各自的宿主中存活。

一个促成因素可能是主持人的寿命,Le
Roch说。感染长寿灵长类动物的寄生虫可能需要逃避适应性免疫反应以建立慢性感染并确保传播给易感宿主,而感染短寿命啮齿动物寄主的寄生虫可能会受益于其毒力基因更灵活的表达。

接下来,该团队计划在染色质结构水平上鉴定调节寄生特异性基因的分子成分,目的是确定新治疗策略的新靶点。

Le
Roch和Ay参加了加州大学河滨分校科学家的研究;德克萨斯大学健康科学中心,圣安东尼奥;埃默里大学;牛津大学;玛希隆大学;哥伦比亚大学;纽黑文耶鲁大学医学院;诺丁汉大学;和约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院。

Le Roch得到了美国国立卫生研究院和加州大学河滨分校的资助。

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