发现受精点方法可能的疟疾疫苗

国际调查的有机体UT西南医学中心研究者称之为“愚蠢的小绿人渣”导致关键见解繁殖的基本机制。

这些发现可能有助于解释为什么物种可以几乎从未交配,也指向一个可能阻止疟疾的传播方式,每年约有100万人死于这种疾病,主要在撒哈拉以南的非洲儿童。

今天在网上出现的一项研究,发表在4月14日出版的《基因与发展,来自西南的研究人员发现,有性生殖始于两个基因不同的步骤:首先,两个生殖细胞蛋白质必须首先抓住彼此,其次,他们必须融合膜形成一个细胞使用不同的蛋白质。

UT西南伦敦帝国学院的科学家与疟疾专家合作,发现这种寄生虫引起的疾病也使用这两步的过程。当他们屏蔽了“男性”和“女性”疟疾细胞融合,蚊媒传播疾病停止。

他们的工作始于一个单细胞绿藻绰号与衣原体(发音“湿冷的”),衣藻的缩写。这种无害的有机体,广泛存在于土壤和水,很容易在实验室条件下生长和学习。

“一个愚蠢的小绿人渣了我们一个令人兴奋的新疫苗疟疾的目标,”威廉·斯奈尔博士说,西南大学细胞生物学教授和这项研究的文章的第二作者。

了解受精微生物可能导致一种新的疫苗,称为一个“利他疫苗,”斯奈尔博士说。没有疫苗预防疟疾,但在未来,感染者以防止寄生细胞接种完成融合步骤可能会阻止这种疾病传递给他人。

虽然研究只涉及单细胞生物,斯奈尔博士表示,使用两步受精过程中两个不同的蛋白质可能在所有物种。基因控制卵子和精子是否能绑定将每个物种所特有的,而第二步的基因-融合成一个单一的细胞会更加普遍。HAP2例如,研究人员发现,基因控制的细胞融合,是否也存在于农业重要的玉米和小麦等农作物。

引起疟疾的寄生虫,融合是由一个基因中没有哺乳动物,所以阻止这一步可能有效地止血疾病的传播而不会伤害人类,斯奈尔博士说。

UT西南最初研究人员感兴趣的一般方法繁殖,通常在与衣原体进行研究。这种单细胞生物可以有性生殖,而不是卵子和精子,而是用一些细胞大致相当于“男性”和其他“女性”。

后意识到疟原虫物种,包括人类疟疾,也使用“男性”和“女性”细胞繁殖,斯奈尔博士联系疟疾伦敦帝国理工学院的研究人员测试HAP2是否参与繁殖的生物和疟疾的传播。

英国研究人员发现,阻断HAP2疟原虫细胞停止融合步骤。当突变疟原虫生物缺乏HAP2注入老鼠,蚊子咬老鼠没有感染疟原虫,因此不能感染蔓延到其他老鼠。这表明没有HAP2,疟原虫在蚊子的肠道不能繁殖,感染周期的一个至关重要的一步。

除了其适用性在对抗疾病,最新的一项研究证实了人们的一个理论关于为什么不同物种不能交配,斯奈尔博士说。有罕见的异常密切相关的物种如马和驴,可以创建骡子杂交,或狮子和老虎可以混合形成狮虎兽,但这种混合动力车是不育的。

如果繁殖的第一步,绑定的卵子和精子,每个物种是由单基因控制的,那么绑定步骤作为看门人,防止不相容的细胞接近,斯奈尔博士说。从进化的角度来看,这个方案很有道理,他说,因为它只需要单个基因的突变控制egg-sperm绑定创建一个新的物种。

“已经有很多猜测特有egg-sperm绑定和融合以及两个步骤涉及是否相同或不同的蛋白质,但没有人的分子显示这个,”斯奈尔博士说。“我们现在有这些分子表明一个新物种不需要重新发明轮子控制融合。”

其他UT西南研究者参与这项研究的第一作者实证刘博士和爵宁博士,博士后研究人员在细胞生物学;Jimin裴博士,博士后研究人员在生物化学;和尼克Grishin博士,生物化学副教授。

伦敦帝国理工学院的研究人员,诺丁汉大学,威康信托基金会桑格研究所,加州大学欧文也参与了这项研究。