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Cell:新研究揭示蛋白BFD1是弓形虫分化的主调节物

来源:本站原创 2020-01-29 20:11

2020年1月29日讯/生物谷BIOON/---刚地弓形虫(Toxoplasma gondii)属球虫目,弓形虫科,弓形虫属。它的生活周期需要两个宿主,中间宿主包括爬虫类、鱼类、昆虫类、鸟类、哺乳类等动物和人,终宿主则有猫和猫科动物。弓形虫的生活史分为5个阶段:速殖子期(滋养体):在有核细胞内迅速分裂占据宿主细胞的整个细细胞质,称为假包囊;缓殖子期:在虫体分泌的囊壁内缓慢增殖,称为包囊,包囊内含数百个缓殖子;裂殖体期:是由缓殖子或子孢子等在猫小肠上皮细胞内裂体增殖,形成裂殖子的集合体;配子体期:大配子(雌)和小配子(雄),受精后形成合子,最后发育成卵囊;子孢子期:指卵囊内的孢子体发育繁殖,形成2个孢子囊,后每个孢子囊分化发育为4个子孢子。前3期是无性繁殖,后2期是有性繁殖。

据估计,全世界30%的人口遭受刚地弓形虫慢性感染。大多数人在感染后没有表现出明显的症状,但是对那些免疫系统受到抑制的人们(如接受癌症治疗的病人,或者HIV感染者)而言,这种感染可以是威胁生命的。孕妇也能够将感染传播给她们未出生的孩子,从而让这些婴儿处于患有严重神经疾病的风险之中。

除了可导致免疫功能低下的人患上危及生命的疾病之外,它也可导致免疫功能正常的人出现复发性眼部病变。急性期速殖子(tachyzoite)可分化成慢性期缓殖子(bradyzoite),缓殖子形成对对免疫清除和现有疗法产生抵抗力的细胞内囊(intracellular cyst)。尽管这种分化可由细胞培养物中的应激物高效触发,但是它的分子基础仍然是未知的。

在一项新的研究中,来自美国怀特黑德生物医学研究所和麻省理工学院的研究人员通过Cas9介导的筛选和单细胞分析,鉴定出在细胞培养物和小鼠中的这种分化所必需的Myb样转录因子(BFD1)。相关研究结果发表在2020年1月23日的Cell期刊上,论文标题为“Identification of a Master Regulator of Differentiation in Toxoplasma”。
图片来自Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2019.12.013。

在遭受应激时,BFD1在弓形虫中积累,它的合成表达足以促进速殖子分化为缓殖子。BFD1是弓形虫慢性期分化的主调控物。缺乏BFD1的弓形虫无法在细胞培养物中诱导分化,也不能在小鼠中形成细胞内囊。此外,BFD1的条件性表达足以诱导分化。

目前,科学家们通常认为ApiAP2因子主导着对寄生虫的基因调控。不过,这项新的研究发现与BFD1作为转录因子的功能相一致,它结合了许多阶段特异性基因的启动子。

由此可见,BFD1提供一种研究和控制弓形虫分化的基因开关,这将有助于人们开发出阻止和治疗弓形虫慢性感染的方法。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Benjamin S. Waldman et al. Identification of a Master Regulator of Differentiation in Toxoplasma. Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2019.12.013.
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