科学者はマラリア原虫の入口と出口をブロックします

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ビデオ: 科学者が地球の核にある謎の層を発見? 2022, 12月
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熱帯熱マラリア原虫の血液塗抹標本

英国の科学者たちは、マラリア病原体の細胞への浸透とそのさらなる増殖の効率を同時に低下させる方法と、マラリアが赤血球を破壊する方法を理解しました。将来的には、得られたデータにより、赤血球からのマラリア原虫の排出を阻止し、病気の発症を防ぐことができます。 eLifeおよびNationalAcademy ofSciencesのProceedingsに掲載された記事。

四日熱マラリアは、赤血球(血管を介した酸素と二酸化炭素の輸送に関与する赤血球)に侵入する可能性のあるまれな寄生虫です。マラリア原虫はライフサイクルの中でいくつかの段階を経て、主な宿主であるハマダラカ属のマラリア蚊から中間宿主である脊椎動物に移動します。少なくとも5種のマラリア原虫が人体に感染する可能性があることが知られています。マラリアは、世界で最も危険な感染症と見なされています。 2015年には、2億1400万件のマラリアが報告されました。毎年約50万人が死亡しており、ほとんどすべての死者は熱帯熱マラリア原虫によって引き起こされています。

蚊に刺されて人間の血液に入ったマラリア原虫は、最初に肝臓細胞に行き、そこでいくつかの生殖サイクルを経ます。 2週間後、メロゾイトと呼ばれる生成された世代が血管に放出されます。メロゾイトは赤血球に浸透し、赤血球内で集中的に増殖します。その後、赤血球は破裂し、放出されたメロゾイトはすぐに新しいものを探します。この段階が数回繰り返され、メロゾイトの数が雪崩のように増加します。高熱や悪寒などのマラリアの臨床症状は、感染した赤血球の突破に関連しています。一部のメロゾイトは未成熟な生殖細胞に成長し、次の咬傷で次の蚊に渡されます。

フランシスクリック研究所の科学者は、熱帯熱マラリア原虫のメロゾイトが赤血球内で効率的に増殖および成長するためにRhopH3タンパク質を必要とすることを示しました。これは、ロプトリーと呼ばれるマラリア原虫の特別な構造の一部であり、アピカルコンプレックスの前面に位置するRhop3タンパク質複合体の一部です。ロプトリーは首と頭で構成されており、頭の構成要素は独特でこの属でのみ利用可能であり、首の構成要素は、アピカルコンプレックスを持つ別の寄生虫であるトキソプラズマのものとほぼ同じです。ロプトリーは、マラリア原虫の赤血球への付着と、赤血球内での生殖へのさらなる適応の両方に明らかに関与していることが知られていますが、ロプトリーのほとんどの構造成分の機能はまだ研究されていません。

従来のゲノム工学手法を使用してロプトリー遺伝子を変異させる以前の試みは効果がありませんでした。新しい実験では、科学者は最近プラスモディアで機能するように適合されたCRISPR-Cas9ゲノム編集システムを使用し、最も保存された(したがって最も重要である可能性が最も高い)領域の端に沿ってインサートを挿入することにより、RhopH3タンパク質をコードする遺伝子の変異誘発に成功しました。それから、すでに彼と一緒に挿入を削除します。これにより、Rhop複合体の正しい形成が妨げられ、その結果、メロゾイトが赤血球に感染する能力が大幅に低下しました。

さらに、マラリア原虫を効果的に成長させるには、赤血球膜に特殊な陰イオンチャネル(PSAC)を作成する必要があり、そのため、生殖に必要な栄養素の流入が増加することが知られていました。それにもかかわらず細胞に入った突然変異誘発されたメロゾイトは、そのようなチャネルを作ることができず、死んだ。

科学者によると、ほとんどの抗生物質は、細胞内の寄生虫の増殖を防ぐことを目的としています。寄生虫はますますそれらに適応することを学び、多種多様な物質に対する耐性を発達させています。タンパク質RhopH3は、驚くべきことに、寄生虫の細胞への浸透と細胞内での成長への適応の両方に関与しています。将来得られるデータは、これらのプロセスの両方をブロックする薬の開発に役立ちます。

キングスカレッジロンドンとロンドン大学で実施された並行研究では、科学者は赤血球からのメロゾイトの放出を詳細に研究しました。赤血球内の寄生細胞は、それらによって構築された特別な液胞にあります。細胞イメージング法を使用して、液胞膜が最初に顕著に透過性になり、次に部分に崩壊することが示された。 2分後、赤血球の細胞骨格全体がほぼ瞬時に破壊されます。研究者たちは、これらのプロセスの制御に関するさらなる研究により、それらをブロックすることを学び、血球内の寄生生物をロックし、それらが次の段階に進むのを防ぐことができると信じています。

マラリアと闘うための効果的な手段を見つけることは緊急の問題であり、CRISPR-Cas9を使用したゲノム編集はここで多くの質問に対する答えを提供することができます。私たちは最近、同じ方法を使用して、科学者がマラリア原虫の感染に耐性があり、個体群の野生種を置き換えることができる遺伝子組み換え蚊を作成したと述べました。

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