PNAS：疟原虫顶质体基因表达的调控

　　在东京工业大学世界研究中心倡议的帮助下，最近的一项研究发现，疟原虫恶性疟原虫的细胞器顶体内的基因表达受宿主血液中的褪黑激素(昼夜节律信号激素)和内在寄生虫信号的调节，这些信号通过一种名为ApSigma的因子得到调节。这项研究强调的监管系统可能是疟疾治疗的未来目标。

　　

在东京工业大学世界研究中心倡议的帮助下，最近的一项研究发现，疟原虫恶性疟原虫的细胞器顶体内的基因表达受宿主血液中的褪黑激素(昼夜节律信号激素)和内在寄生虫信号的调节，这些信号通过一种名为ApSigma的因子得到调节。这项研究强调的监管系统可能是疟疾治疗的未来目标。

疟疾是最大的公共卫生风险之一，全球每年约有2.4亿人感染疟疾。然而，这种危及生命的疾病不会传染。它是由感染了疟疾寄生虫恶性疟原虫的雌性按蚊叮咬传播的。这种寄生虫通过蚊子叮咬进入人体，引起发烧、感冒、疲劳和头痛等症状，这些症状是周期性的。症状的周期性可能与寄生虫的生命周期与昼夜节律的同步有关。即感染者或宿主体内的24小时生物钟。

恶性疟原虫含有顶质体，这是一种独特的细胞器，它包含自己的基因组，对寄生虫的生命周期至关重要。然而，尽管它很重要，但对于顶质体中调节基因表达的机制以及它们在调节所观察到的疟疾症状周期性或恶性疟原虫生命周期中的潜在作用知之甚少。这就是为什么最近，由东京工业大学(Tokyo Tech)的Kan Tanaka教授领导的一组科学家进行了一项联合研究项目，以更深入地研究介导顶质体基因表达的潜在机制。这项发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的研究成果，是长崎大学的Kiyoshi Kita教授和英国约翰英纳斯中心(John Innes Centre)的小组组长、东京工业大学的客座教授安东尼·多德(Antony N. Dodd)教授合作的结果。该研究得到了东京工业大学世界研究中心倡议(WRHI)的支持，该倡议是一个与世界各地顶尖研究人员进行跨学科合作的项目。

“先前的研究表明，某些植物σ亚基参与了质体(如顶质体等细胞器)中基因表达的昼夜节律调节。因此，本研究假设核编码的σ亚基可能协调顶质体基因表达与恶性疟原虫的生命周期或其宿主的昼夜节律，”Tanaka教授解释说。

该团队在实验室培养了恶性疟原虫，并使用系统发育分析和免疫荧光显微镜技术对其进行了研究。结果，他们鉴定出ApSigma，一个核编码的顶质体RNA聚合酶σ亚基。它与α亚基一起可能介导顶质体转录物的积累，其周期性类似于寄生虫的发育控制。此外，在褪黑激素(宿主血液中存在的昼夜节律信号激素)存在的情况下，顶质体转录和顶质体亚基基因apSig的表达增加。

根据从不同测试中收集的数据，科学家们认为存在一种进化上保存下来的调节系统，在该系统中，宿主的昼夜节律与寄生虫的内在线索相结合。它们共同协调恶性疟原虫顶质体的基因组转录。本研究为进一步全面解释疟原虫细胞周期的调控机制奠定了基础。

最后Tanaka教授强调了本研究的未来意义。“全世界每年有数十万人死于疟疾。这项研究确定了一个可能成为疟疾治疗未来目标的监管系统。”

“令人惊讶的是，我们在植物中发现的一个过程导致了在全球重要病原体中发现了等效机制。新发现的蛋白质和机制可能为开发治疗或预防人类和农场动物疟疾的药物提供新的目标。”

“这项研究证明了国际和跨学科合作的价值，以及植物科学和微生物学推动可能对全球有相当大好处的不寻常和新颖发现的力量。”

希望能有效治疗疟疾!

文章标题

Coordination of apicoplast transcription in a malaria parasite by internal and host cues