今日,两个多国研究团队分别对几种疟原虫基因组进行了测序,得到了其基因组组成的清晰图谱,研究指出了根除这一寄生虫疾病面临的新挑战,也为疟疾药物和疫苗研发提供了初步的路线图。
间日疟原虫Plasmodium vivax (P. vivax)是除非洲以外最广为传播的引发人类疟疾的寄生虫,而食蟹猴疟原虫Plasmodium cynomolgi (P. cynomolgi)是P. vivax近亲,它感染亚洲的旧大陆猴。研究人员分别对这两种疟原虫进行了基因组分析,文章均发表在这两项研究均发表在Nature Genetics杂志上。
“坏消息是间日疟原虫P. vivax基因组中存在的突变比我们预想的要多得多,这使其更容易规避我们使用的药物和疫苗武器,”两篇文章共同的资深作者,纽约大学基因组和系统生物学的Jane Carlton教授说。“不过,现在我们也对自己所面临的风险更加了解,可以更深入分析间日疟原虫基因组的突变来寻求更有效的治疗方式。
在第一项研究中,研究人员对来自非洲西部、南美洲和亚洲不同地理位置的四种P. vivax分离株进行了基因组测序和注释,为科学家提供了首个反应该物种全球变异情况的基因组图谱。在这些分离株中发现的SNP多样性约为恶性疟原虫P. falciparum(这种寄生虫引发的疟疾造成死亡率更高。)分离株的两倍,显示P. vivax基因的突变能力是恶性疟原虫 (P. falciparum)分离株的两倍,揭示了P. vivax惊人的演化能力,这对于疟疾治疗药物的研发形成了新的挑战。
在第二项研究中,研究人员对食蟹猴疟原虫P. cynomolgi的三个分离株进行了基因组测序。研究人员将其基因组成与P. vivax和诺氏疟原虫Plasmodium knowlesi (P. knowlesi)的基因组进行了比较。P. knowlesi是在东南亚部分地区感染猴子和人类的疟疾寄生虫,其基因组测序已经完成。研究发现猴疟原虫分支的基因组中具有特征性的拷贝数变异CNV,这些变异存在于入侵人类免疫系统和入侵宿主红细胞相关的多基因家族中。
这是首次对食蟹猴疟原虫P. cynomolgi基因组进行的测序,使研究人员能够对这种寄生虫的基因突变进行分析。P. cynomolgi的许多生物学和遗传学特征与P. vivax相似,两者的亲缘关系也很近。研究人员在P. cynomolgi基因组中鉴定了全基因组SNP、微卫星和CNV,有助于疟原虫种群研究。
由于P. cynomolgi与P. vivax的亲缘关系很近相似度高, P. cynomolgi遗传学图谱的完成将有助于研究人员建立研究P. vivax的有效模式系统。研究人员指出,这一点很重要因为P. vivax不能在实验室中培养,而人们急切需要一个模式系统来解决这一问题。
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