了解疟原虫顶质体基因表达的调控

东京工业大学最近协助的一项研究发现，疟原虫恶性疟原虫中的细胞器——顶质体内的基因表达受到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，通过一种称为 ApSigma的因子。世界研究中心倡议。本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具有传染性。它是通过感染疟原虫恶性疟原虫的雌性按蚊叮咬传播的。这种寄生虫通过蚊虫叮咬进入人体，引起发烧、感冒、疲劳、头痛等症状，这些症状具有很强的周期性。症状的周期性可能与寄生虫生命周期与感染者或宿主的昼夜节律(即 24 小时内部生物钟)的同步有关。

恶性疟原虫含有顶质体，这是一种独特的细胞器，含有自己的基因组，对于寄生虫的生命周期至关重要。然而，尽管它很重要，但人们对顶端质体中基因表达的调节机制及其在调节观察到的疟疾症状周期性或疟原虫生命周期中的潜在作用知之甚少。恶性疟原虫。这就是为什么最近，由东京工业大学(Tokyo Tech)的 Kan Tanaka 教授领导的一个科学家团队开展了一个联合研究项目，以更仔细地研究介导顶端质体基因表达的潜在机制。该成果发表在《国家科学院院刊》(PNAS)上是与合著者长崎大学的 Kiyoshi Kita 教授和英国约翰·英尼斯中心 ( John Innes Center)的小组组长、东京工业大学的客座教授 Antony N. Dodd 教授合作的结果，并得到了该研究所世界研究中心的协助Initiative (WRHI)，一个与世界各地领先研究人员进行跨学科合作的项目。

“之前的研究表明，某些植物 σ 亚基参与质体(即顶端质体等细胞器)基因表达的昼夜节律调节。因此，本研究假设核编码的 σ 亚基可能会协调顶端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 教授解释道。

研究小组在实验室中培养了恶性疟原虫，并利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，他们鉴定出了 ApSigma，一种核编码的顶端质体 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)存在下，顶端质体亚基基因apSig的转录和表达增加。

根据从不同测试中收集的数据，科学家们认为存在一个进化上保留下来的调节系统，其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中的基因组转录。该工作为该领域的进一步研究奠定了坚实的基础，旨在全面解释疟原虫细胞周期的调控机制。

最后，田中教授强调了当前研究的未来意义。“疟疾每年在全世界夺去数十万人的生命。这项研究确定了一个可能成为未来疟疾治疗目标的监管系统。”

多德教授补充道：“令人惊奇的是，我们在植物中发现的一个过程导致在一种全球重要的病原体中发现了等效的机制。确定的新蛋白质和机制可以为开发用于治疗和/或预防人类和农场动物疟疾的药物提供新的目标。”

喜多教授给出了积极的评价。他说：“这项研究展示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不寻常和新颖发现的力量，这些发现可能会给全球带来巨大的好处。”