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关于恶性疟原虫的破译遗传密码概述

2022.10.26

  10月3号Nature杂志发表了对恶性疟原虫的基因组分析的论文并与啮齿目动物疟疾寄生虫约氏疟原虫(P.yoeliiyoelii)的基因组做比较。这是一个重要的里程碑,标志着人类已经破解了致死性最高的致病寄生虫的复杂的遗传密码。

  对恶性疟原虫的基因组进行测序花费了6年的时间。疟原虫的遗传密码如此难以破解是因为其基因组中80%序列只由两种碱基构成,这使寄生虫的DNA难以分离和测序。

  恶性疟原虫基因组包括大约2400万个碱基对,这些碱基对分布于14条染色体上,编码大约5,300个基因。基因组的分析中,发现了许多寄生虫的代谢途径,例如寄生虫产生能量和自身组成成分以保持生存的途径。疟疾寄生虫的代谢能力比其它自由生活的寄生虫(例如酵母)低很多,它主要依赖于宿主提供生长所需要的大多数营养。然而,在疟原虫中发现了一些酶蛋白,它们在人宿主中没有类似物,这为化学治疗提供了很好的途径。

  疟原虫作为一种病原体的成功之处在于它能够逃避人体免疫系统的清除作用。基因组分析过程中发现了大约200种编码蛋白质的基因,这些蛋白质参与了免疫逃避。以前的研究显示,疟原虫在红细胞中发育的生活史阶段,至少产生了两类暴露于红细胞表面的蛋白质。在某种复杂的掩护机制之下,寄生虫通过在细胞表面表达不同的蛋白质(以此来混淆免疫反应,有助于破坏被感染细胞)来逃避宿主的免疫反应。

  编码逃避作用蛋白的多数基因位于染色体的末端。这一位置使寄生虫(在蚊子携带进行繁殖的阶段)易于通过改变编码基因而改变这些蛋白质的结构。基因组序列第一次详细阐明了一种寄生虫的一整套逃避免疫的蛋白质。而且,对于从疟疾病人分离出的其它恶性疟原虫基因组的进一步研究,将发现其它的变种并有助于认识病原体免疫逃避的过程。

  疟疾是世界上破坏性最厉害的传染病之一,在发展中国家,每年有超过100万人死于该病。这一成果对于研究治疗疟疾的有效药物和疫苗的研究奠定了坚实的基础。

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