疟原虫的手性决定了它们的运动模式

《Nature Physics》：Chirality of malaria parasites determines their motion patterns

　　疟原虫在三维环境中沿右手法则螺旋运动，接触二维基底时转为反向圆周运动，其趋利性源于顶端极环不对称释放粘附分子，沙漏实验证实三维-二维运动转换依赖 chirality。

　　

摘要

疟疾寄生虫由雌性蚊子注入脊椎动物宿主的皮肤中，随后开始沿着螺旋轨迹快速移动，这使它们成为研究活性手性颗粒的理想模型系统。通过分析这些寄生虫在合成水凝胶中的三维运动，我们发现它们始终沿着右旋螺旋方向移动。当它们接触到二维基底时，运动方式会转变为顺时针圆周运动，这与在介质中二维基底上运动时的方向相反。这表明疟疾寄生虫进化出了手性特征，以帮助它们在三维和二维环境之间进行转换。利用夹心实验方法，我们进一步证实手性也决定了它们从二维运动向三维运动的转变。结合滑行运动理论、双向牵引力以及超分辨率显微镜技术，我们发现无论是二维还是三维环境中观察到的宏观手性现象，最可能的原因是寄生虫顶端极环处粘附分子的不对称释放。我们的研究结果表明，那些引发感染的细长形态的疟疾寄生虫进化出了很强的手性特性，因为它们需要在不同的物理环境中进行切换。