揭示了難以捉摸的人類瘧疾物種的基因組秘密
今天,來自Wellcome Trust Sanger研究所的科學(xué)家團隊及其國際合作者在大自然中揭示了兩種最不常見的人類瘧疾寄生蟲的基因組。這些序列將有助于改進對這些罕見寄生蟲的監(jiān)測和診斷,這些寄生蟲每年仍會導(dǎo)致超過1000萬例瘧疾病例。該研究對全世界的瘧疾根除具有重要意義,并對瘧疾疫苗目標(biāo)有所了解。
瘧疾是由瘧原蟲寄生蟲引起的,瘧原蟲通過蚊子傳播給人類。對三種人類感染性瘧原蟲 物種的基因組進行了相對較好的研究,尤其是最常見的瘧疾寄生蟲惡性瘧原蟲(P.falciparum)。然而,人們對瘧原蟲和卵形瘧原蟲知之甚少,據(jù)信這些瘧原蟲在世界范圍內(nèi)造成高達5%的瘧疾,相當(dāng)于每年大約1000萬例病例。這些物種可以隱藏在宿主中多年。
研究人員確定了這些瘧原蟲寄生蟲物種的基因組序列。通過將這些新基因組與已經(jīng)測序的瘧疾寄生蟲進行比較,研究人員能夠識別出可能參與人類感染和適應(yīng)人類宿主的基因。他們發(fā)現(xiàn)高達40%的P. malariae和P. ovale基因組含有可能參與逃避免疫反應(yīng)的基因。
該研究表明,三日瘧原蟲含有兩個新的基因家族,其形狀與惡性瘧原蟲的重要基因相似,稱為RH5。該基因?qū)τ趷盒辕懺x寄生蟲侵入人類紅細(xì)胞至關(guān)重要,是瘧疾疫苗設(shè)計的首要目標(biāo)之一。新的P. malariae基因可能也參與與宿主細(xì)胞受體的結(jié)合。
來自Wellcome Trust Sanger研究所的論文的第一作者Gavin Rutledge說:“研究這些寄生蟲真的很難,因為我們不能在實驗室里種植這些寄生蟲。在這里,我們從瘧疾患者的血液樣本中分離出寄生蟲。確定了這些最終的瘧原蟲基因組序列。這將有助于我們了解瘧原蟲物種的進化,甚至可以讓我們了解這些寄生蟲可能具有哪些抗藥性途徑。“
來自QIMR Berghofer醫(yī)學(xué)研究所的詹姆斯麥卡錫教授說:“雖然它們比惡性瘧原蟲的致命性低,但是罕見的瘧疾物種可能更難以消除。更好的工具來診斷這些寄生蟲,以及藥物和疫苗??刂扑鼈儗⑹潜夭豢缮俚?。這些新的基因組現(xiàn)在應(yīng)該可以為這些瘧原蟲物種開發(fā)改進的診斷工具,確保藥物對它們起作用并協(xié)助疫苗開發(fā)。“
P. ovale實際上由兩種不同的物種組成,即卵形瘧原蟲(Plasmodium ovale wallikeri)和卵形瘧原蟲(Plasmodium ovale curtisi)。作者表明,這些物種之間的分裂是古老的,并且在更惡毒的惡性瘧原蟲出現(xiàn)之前就已經(jīng)發(fā)生了。研究人員還對生活在加蓬庇護所的黑猩猩采集的瘧原蟲寄生蟲進行了測序。他們將這些與人類樣本和來自其他瘧原蟲寄生蟲的現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行了比較,這些寄生蟲也感染了黑猩猩,提供了瘧疾寄生蟲如何適應(yīng)不同寄主物種的見解。
新的遺傳信息已經(jīng)可供瘧疾研究界的其他科學(xué)家使用,可通過Sanger Institute GeneDB數(shù)據(jù)庫或歐洲生物信息學(xué)研究所的歐洲核苷酸檔案館使用。
Sanger研究所的主要作者Thomas Dan Otto博士說:“這項研究為瘧疾研究界提供了期待已久的參考基因組。寄生蟲存在于世界范圍的瘧疾區(qū)域,但研究人員對其生物學(xué)的知識有限。這些的基因組更多被忽視的物種將有助于開發(fā)研究瘧疾傳播和傳播的工具,這對于實現(xiàn)完全消除瘧疾的目標(biāo)至關(guān)重要。“
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