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Cell:最大规模基因功能分析揭示出很多潜在的抗疟疾药物靶标

来源:本站原创 2017-07-16 15:21


图片来自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.06.030

2017年7月16日/生物谷BIOON/---在对疟原虫基因功能的首个有史以来大规模的研究中,来自英国韦尔科姆基金会桑格研究所等研究机构的研究人员发现疟原虫的成功归结于将它的基因组缩小到仅由必需基因组成。他们分析了这种疟原虫基因组中的一半以上的基因,结果发现三分之二的这些基因是它的存活所必不可少的。这也是迄今为止在研究过的任何一种有机体中发现的最大比例的必需基因。这些结果鉴定出很多潜在靶标可用于新的抗疟疾药物开发。对于这种很少理解的存在严重耐药性问题的疟原虫而言,这是一项重大的发现。相关研究结果发表在2017年7月13日的Cell期刊上,论文标题为“Functional Profiling of a Plasmodium Genome Reveals an Abundance of Essential Genes”。

疟原虫的基因功能是很难理解的。它是古老的有机体,而且它的大约一半的基因在任何其他的有机体中没有同源基因,这就使得科学家们很难发现关于它们的功能的线索。这项研究是迄今为止首次提供证据证实了大多数的这些基因的功能。

科学家们已研究了一种被称作伯氏疟原虫(Plasmodium berghei)的疟原虫的基因,这些基因在它的复杂的多阶段生命周期的单个血液阶段中表达。在这项新的研究中,这些研究人员设计出一种新的方法来破译这种疟原虫的基因功能。他们敲除了2578个基因(占这种疟原虫基因组的一半以上),然后给每种基因敲除设计一个独特的DNA条形码。

这些研究人员随后利用下一代基因组测序技术对这些条形码进行计数,因而测量了每个基因修饰的疟原虫虫株的生长。如果被敲除的基因不是必需的,那么这种疟原虫数量激增,但是如果被敲除的基因是必需的,那么这种疟原虫就会消失。

这些研究人员系统性地证实这种疟原虫能够很容易地清除所编码的蛋白会让宿主免疫系统知道它的存在的基因。这就给开发疟疾疫苗带来问题,这是因为这种疟原虫能够很快地改变它的外观来逃避人免疫系统的检测,也因此它能够对疟疾疫苗产生抵抗性。

这项研究发现了更多独特的疟疾药物靶标。最高目标就是发现在这种疟原虫生命周期的所有阶段都是必需的基因。如果人们能够利用药物靶向这些基因,那么就会让疟原虫无处可逃。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Ellen Bushell, Ana Rita Gomes, Theo Sanderson et al. Functional Profiling of a Plasmodium Genome Reveals an Abundance of Essential Genes. Cell, 13 July 2017, 170(2):260–272, doi:10.1016/j.cell.2017.06.030

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