Исследование приносит новые сведения о биологии малярийного паразита

        

Команда исследователей, возглавляемая Калифорнийским университетом, Риверсайд, ученый обнаружила, что различные этапы развития паразитов малярии человека, включая стадии, связанные с передачей малярии, связаны с эпигенетическими особенностями и тем, как хроматин – комплекс ДНК и белки в ядре – организованы и структурированы у этих паразитов.

«Наши результаты дают представление о связи между организацией генома, эпигенетическими особенностями и экспрессией гена стадии у малярийного паразита», – сказала Карине Ле Рох, профессор молекулярной, клеточной и системной биологии, которая провела анализ организации генома двух видов паразитов малярии человека. «Белки, которые, как известно, контролируют эти признаки, могут быть идентифицированы как новые цели для новых терапевтических стратегий. Прерывая эти белки, мы можем нарушить структуру хроматина и, таким образом, нарушить прогрессию жизненного цикла паразита – в конечном счете контролировать распространение малярии . "

Развитие паразита малярии на протяжении всего жизненного цикла в основном контролируется тем, как структура хроматина вместе с эпигенетикой модулирует экспрессию генов. Эпигенетика включает генетический контроль факторами, отличными от последовательности ДНК человека. При включении или выключении генов эпигенетические изменения определяют, какие гены транскрибируются.

«Мы также обнаружили, что эпигенетические особенности необходимы и связаны с транскрипционной активностью нескольких семейств генов, содержащих паразит, таких как те, которые вовлечены в патогенез, вторжение клеток печени и регуляцию сексуальной дифференциации», – сказал Ле Рох.

]

Результаты исследования появляются на этой неделе в Nature Communications .

Ле Рох и ее коллеги продемонстрировали, что организация генома важна не только в тканях человека и сложных организмах, но также может влиять на нормальное развитие эукариотических патогенов, таких как паразиты малярии.

Малярия, которая заражает сотни миллионов людей во всем мире и ежегодно убивает более 450 000 человек, вызвана одним из пяти паразитов вида Plasmodium . Понимание механизмов, связанных с регуляцией генов на разных этапах жизненного цикла паразитов, важно для разработки новых стратегий блокирования репликации и передачи паразитов

Ле Рох и ее коллеги проанализировали организацию генома, когда паразит реплицируется внутри эритроцитов и во время половой дифференциации в . falciparum а также на этапе передачи от комаров к людям в P. falciparum и P. трехдневной . Р. falciparum – самый распространенный и смертельный паразит. Р. vivax ответственный за значительное заболевание, встречается в основном в Юго-Восточной Азии. Понимание того, как регулируются переходы между различными стадиями жизненного цикла паразитов, остается важной целью исследования малярии.

Исследователи использовали последовательность следующего поколения в UCR для понимания особенностей эпигенетики и того, как хроматин Plasmodium организован в течение всего жизненного цикла паразита.

«Секвенирование показало нам, как устроен геном Plasmodium », – сказал Ле Рох, который руководит Центром инфекционных болезней и векторных исследований на UCR. «Мы наблюдали, что гены, специфичные для стадии и важные в патогенезе, близки друг к другу. Когда они не нужны, они объединяются в репрессивный центр в ядре паразита. Когда они необходимы, хроматин открывается и гены движутся вдали от репрессивного центра ».

Выводы дают новый уровень понимания организации и динамики генома в течение жизненного цикла Plasmodium утверждают авторы, и открывают новые возможности для целенаправленных подходов к пониманию регуляции гена паразита.

«Молекулы, ингибирующие реструктуризацию генома на протяжении жизненных циклов, могут действовать как сильные противомалярийные средства», – сказал Ле Рох. «Понимание генетических и эпигенетических элементов, которые контролируют развитие паразита, включая этапы, которые отвечают за передачу заболевания, является ключом к окончательному развитию новых стратегий лечения и передачи инфекции».

Le Roch, член Института интегративной геномики UCR, недавно получил пятилетний грант в размере 3,2 миллиона долларов от Национального института здоровья, чтобы продолжить работу над структурой хроматина в Plasmodium .

«Этот щедрый грант позволит нам разработать самые современные подходы к характеристике белков и молекулярных компонентов, которые регулируют экспрессию генов и архитектуру 3D генома P. falciparum на протяжении всего жизненного цикла, " она сказала. «Мы ожидаем, что наше новое исследование предложит свежую информацию о биологии паразита и поможет нам идентифицировать новые цели, чтобы убить паразита».

      

Source link