疟疾寄生虫有自己的生物钟

疟疾寄生虫有自己的生物钟
信贷:萧娜Brakefield-Haase

当一个人感染疟疾时,他们的体内就会发生一种有节奏的舞蹈。这种疾病的警示信号——周期性发热和发冷——是由一系列寄生虫在红细胞内同步繁殖引起的,然后每隔几天就会同时爆发。

现在,一项研究表明,即使在体外生长,疟疾寄生虫仍然可以保持节奏。

报道刊登在5月15日的杂志上科学研究人员已经发现了这种寄生虫体内的节律这并不依赖于宿主的时间提示,而是寄生虫自身的协调。

调查结果表明,导致疟疾的寄生虫有自己的计时机制;一个内部节拍器,其符合自己的符合措施并导致成千上万的寄生虫在有规律的时间间隔上或下斜坡。

“疟疾拥有时钟的所有分子签名,”杜克生物学教授史蒂文·哈斯(Steven Haase)的牵头作者。

Haase说,了解疟疾时钟的工作原理可能有助于开发对抗这种疾病的新武器,这种疾病每两分钟就会杀死一名儿童,而且已经证明对现有药物越来越有抗药性。

Haase在酵母中研究了酵母中的细胞周期,以了解事件时机的控制,因为一个电池变为两个。但最近他才转向疟疾。这项工作是由有害科学家的问题提示:寄生虫如何保留时间?

研究人员长期以来,感染者身体内的所有疟疾寄生虫 - 数以百万计继电器循环同时循环。他们侵入了,在同步波中激发和爆发,释放侵入其他红细胞的新寄生虫,并且循环重新开始。但寄生虫是否正在积极协调自己的时间表,或者仅仅响应人类主人的日常昼夜节律是一个谜。

在新的研究中,科学家们培育了四种疟原虫疟原虫在实验室中的人红细胞中,它们与宿主的体温,褪黑素水平和其他身体节律的日常波动中分离出来。

该团队与来自沃尔特里德陆军研究所、佛罗里达大西洋大学和蒙大拿州立大学的同事们一起,每三个小时提取一次寄生虫的RNA,并观察每个基因何时被激活及其表达水平。

研究人员注意到,即使没有来自宿主的线索,也在步骤中保持给定菌株内的所有寄生虫。他们检查的大约90%的基因似乎是以可预测的方式控制,上升和落下的,并且一遍又一遍地重复自己的序列。

佛罗里达大西洋大学数学助理教授联合作用的弗朗西斯Motta表示,疟疾时钟保持时间并控制睡眠周期,新陈代谢和其他昼夜节律的生物钟表。

该团队的调查结果得到了对疟疾感染的小鼠的单独研究,也出现在5月15日问题中科学他是德克萨斯大学西南医学中心(University of Texas Southwestern Medical Center)的昼夜节律专家约瑟夫·高桥(Joseph Takahashi)。

尽管疟疾的基因组很少与其他生物体中的时钟基因相似,“重要的是这些基因在网络中的排列方式,”哈斯说。

其他生物钟由互连基因的网络组成,该基因被接通,直到它们产生的蛋白质开始积聚。在化学反馈回路中,较高浓度的蛋白质作用以关闭制成它们的基因。

下一步,该团队正在研究疟疾时钟和人体免疫系统细胞内滴答作响的时钟之间是否存在串扰。

思考是那个能够预测宿主的防御何时可能会下降,可以调整它们逃离红色血液的时间,这可能会让它们比节奏较差的对手更有优势。

如果我们能弄清楚寄生虫同步其时钟的滴答声,Haase表示,我们可能能够破坏这些信号并帮助人类免疫系统更好地打击这些入侵者。


进一步探索

最致命的疟疾菌株保护自身免受免疫系统

更多信息:L.M. Smith el al.,“一个固有的振荡器驱动着疟原虫恶性疟原虫的血液阶段周期,”科学(2020)。science.sciencemag.org/cgi/doi ... 1126 / Science.aba4357
期刊信息: 科学

所提供的杜克大学
引用:疟疾寄生虫滴定到自己的内部时钟(2020年5月14日)从Https://medicalXpress.com/news/2020-05-malaria-parasite-internal-clock.html
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