在今天发表的一项研究公共科学图书馆生物学,研究人员威康桑格研究所和蒙彼利埃大学重建一个~ 50000岁的基因序列获得的祖先吗恶性疟原虫。基因序列的收购使寄生虫感染人类红细胞。
基因,被称为Rh5大猩猩,使寄生虫感染和人类在有限的一段时间。这背后的分子机制的研究提供了洞察力。
疟疾——全球最主要的健康问题
疟疾每年造成435000人死亡的平均,~ 61%发生在5岁以下的儿童。恶性疟原虫是七种寄生虫,可以导致一个家庭被称为Laverania疟疾导致传染病的最致命形式;在2017年,这种寄生虫占99.7%的病例在非洲。
Laverania寄生虫起源于非洲大猿;然而,他们现在局限于自己的特定主机的物种。三个寄生虫种类局限于黑猩猩、大猩猩和三个结合。第七,你问?恶性疟原虫现在只感染人类,因为它从大猩猩交换主机。这个过程将疾病传播给人类从动物被称为人畜共患病。但寄生虫的交换到底是如何从大猩猩到人类在分子水平上发生?
加文·赖特、该研究的第一作者和威康桑格研究所的资深组长说:“在人类历史上,恶性疟原虫疟疾可以说已经导致了人们的死亡,比其他任何疾病。所以,它既重要又有趣的了解分子途径,使这致命的寄生虫感染人类。”
的进化恶性疟原虫和疟疾
所有七Laverania寄生虫的科学家进行了基因组测序的物种,并发现了一个部分的DNA从大猩猩寄生虫,疟原虫adleri,的祖先恶性疟原虫。所包含的基因序列Rh5,一个基因产生的蛋白质网织红细胞binding-like蛋白5,另一种蛋白质受体在人类红细胞称为遗传性。这种蛋白质及其受体的相互作用是至关重要的P。恶性疟原虫寄生虫感染人类,因此Rh5有望成为一个潜在的疟疾疫苗的目标。如果科学家能扰乱交互,这种寄生虫无法进入红细胞,引起疾病。
蒙彼利埃大学研究小组想了解进一步的祖先起源恶性疟原虫。因此他们采取祖先序列重建有效“重建”Rh5DNA序列被转移到的祖先P。恶性疟原虫那些50000年前。威康基金会桑格研究所的科学家们然后创建合成的副本Rh5基因在实验室,使Rh5编码蛋白的分子相互作用研究。
有趣的是,研究结果表明,转移Rh5蛋白具有双重绑定能力在人类红细胞受体和大猩猩,从而演示P。恶性疟原虫能开关主机。
弗朗西斯Galaway,这项研究的第一作者和员工威康基金会桑格研究所的科学家说:“这个祖先RH5蛋白质能够绑定到红细胞受体果蝇从人类和大猩猩,立即提供一种分子的解释P。恶性疟原虫感染人类进化而来。”
但如何恶性疟原虫成为限制人类?
研究人员发现六个祖先之间的差异Rh5基因序列,以及当前的序列中观察到P。恶性疟原虫。令人惊讶的是,一个特定的突变导致完全丧失能力的遗传性的大猩猩形式结合,描绘这种寄生虫如何成为限制人类。
蒙彼利埃大学的弗兰克Prugnolle,说:“这是迷人的能够“复活”祖先的基因,如一个被允许的恶性疟原虫人类从大猩猩跳。我们发现不仅发生一种主机开关,但个别突变,然后限制恶性疟原虫一个主机物种。”
科学家们假设的基因转移Rh5基因发生当一个大猩猩细胞感染两种疟原虫寄生虫在平行,称为渐渗现象。
这种形式的渐渗现象是极其罕见的。七Laverania物种、基因分析显示只有少数的实例发生在大约一百万年。
参考:Galaway et al . 2019。复活的祖先RH5入侵配体提供了一个分子解释人类起源的恶性疟原虫疟疾。公共科学图书馆生物学》杂志上。https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000490。
