Исследователи обнаружили серию событий, которые, вероятно, привели к тому, что самая смертоносная форма малярии в мире смогла прыгнуть с древних приматов на людей.

<img alt=" малярия-гориллы-люди "height =" 628 "src =" data: image / gif; base64, R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP /// yH5BAEAAAAALAAAAAAABAAEAAAIBRAc = image-201 / image = s-201 / image = s-201 / image = s-201 / data = s-201 / image = s-201 / data = s-201 / image = s-201 / image = s-201 / image = s-201 / data = % 2f10% 2fmalaria-mosquito.jpg "data-data-title =" малярия-гориллы-люди "width =" 950 "class =" lazy-load-image "/> Изображение предоставлено: nechaevkon / Shutterstock.com

Ученые из Wellcome Sanger Institute и Университета Монпелье обнаружили, что случайная генетическая мутация, возникшая в Plasmodium falciparum около 50 000 лет назад, позволила паразиту переключиться с горилл на людей.

Исследование, опубликованное вчера в журнале PLoS Biology, дает первое правдоподобное объяснение того, как одна из самых смертельных болезней в мире заразила человека.

Результаты могут помочь исследователям найти новые способы борьбы с малярией, а также улучшить их понимание в целом о том, как патогены переходят от одного вида к другому.

Почти половина населения мира подвержена риску заражения малярией

Малярия вызывается паразитом, который попадает в кровоток, когда зараженный комар кусает человека или животное-хозяина.

Почти половина населения мира подвержена риску заражения, при этом большинство случаев заболевания приходится на маленьких детей в странах Африки к югу от Сахары. Эта основная глобальная проблема здравоохранения является причиной около 435 000 случаев смерти ежегодно, 61% из которых приходится на детей в возрасте до пяти лет.

Существует много различных штаммов паразита, но наиболее смертоносным видом является Plasmodium falciparum . Этот вид особенно распространен в Африке, где на его долю приходилось почти все (99,7%) случаев заболевания малярией в 2017 году.

Исследователи говорят, что P.falciparum выпрыгнул из обезьян примерно в то же время, когда люди впервые мигрировали из Африки, примерно 40 000–60 000 лет назад.

«Это было очень редкое событие, которое привело к смерти и болезням среди людей», сказал ведущий автор Гэвин Райт из Wellcome Sanger Institute.

Подрод Laverania

Р. falciparum – один из семи видов малярийных паразитов в подроде Laverania. Эти виды произошли от африканских приматов, но в настоящее время ограничены собственными хозяевами, три из которых ограничены шимпанзе, а три – гориллами. Седьмой штамм, С. falciparum, в настоящее время заражает людей только после того, как прыгнул с обезьян около 50000 лет назад

Секвенирование генома семи штаммов Laverania выявило последовательность ДНК, которая перешла от паразита, заражающего гориллу Plasmodium adleri к предку P.falciparum. Этот участок ДНК включал ген под названием rh5 который кодирует белок (RH5), который связывается с рецептором на эритроцитах человека. Белковый рецептор называется базигин.

Это связывание представляет собой многообещающую основу для разработки вакцин – если взаимодействие может быть предотвращено, паразит больше не сможет заражать клетки человека.

Восстановление жизненной последовательности rh5

Для дальнейшего изучения происхождения P.falciparum исследователи из Университета Монпелье реконструировали жизненную rh5 последовательность, которая перешла к Plasmodium adleri ancest. Райт и его коллеги из Wellcome создали синтетические копии гена предков и изучили молекулярные взаимодействия белка RH5.

Они ожидали, что RH5 будет связываться только с базигином на клетках горилл, но вместо этого они обнаружили, что он связан с рецептором как у горилл, так и у людей. Это сразу объяснило, как паразит переключал хозяина на молекулярный уровень.

Мы были весьма удивлены результатами. Это было очень приятно, потому что это имеет смысл с большим количеством других исследований, которые были сделаны коллегами. Это обеспечивает молекулярное объяснение того, как этот скачок мог произойти ".

Гэвин Райт

Была обнаружена мутация, объясняющая, как паразит стал ограниченным для людей

Затем команда определила шесть различий между наследственным геном rh5 и геном, который в настоящее время обнаружен в P.falciparum . Они обнаружили, что одна из мутаций привела к полной потере способности белка связывать базигин у горилл, что затем объяснило, как паразит стал ограниченным для людей.

«Очень интересно иметь возможность« воскрешать »наследственные гены, такие как тот, который позволял Plasmodium falciparum прыгать с горилл на людей. Мы обнаружили не только то, как происходило переключение видов-хозяев, но и индивидуальную мутацию, которая затем ограничивала P. falciparum одним видом-хозяином »– говорит со-ведущий автор Франк Праньоль из Университета Монпелье.

Этот тип события интрогрессии, по-видимому, привел к P. Falciparum переключения хозяина встречается крайне редко. Среди семи штаммов Laverania геномный анализ выявил лишь несколько случаев переноса гена от одного паразита к другому в течение периода времени около одного миллиона лет.

В истории человечества малярия Plasmodium falciparum, вероятно, была причиной большего числа человеческих смертей, чем любая другая болезнь. Поэтому важно и увлекательно понять молекулярные пути, которые позволили этому смертельному паразиту заразить человека ".

Гэвин Райт

«В настоящее время Rh5 является важным кандидатом на вакцину от малярии на стадии крови, и поэтому, если мы сможем получить больше информации об этом гене, это действительно может помочь нам в борьбе с этим заболеванием», – заключает он .