錐蟲通過染色體重排交換外殼蛋白來逃避檢測
非洲錐蟲通過在基因組中使用重復(fù)的70-bp區(qū)域定期更換活性外殼蛋白基因,在血流中建立致命的慢性錐蟲病感染。洛克菲勒大學(xué)和喬治華盛頓大學(xué)的Galadriel Hovel-Miner及其同事報(bào)告了這一發(fā)現(xiàn),并描述了它在錐蟲用于逃避宿主抗體過程中的作用,于2016年5月5日在PLOS遺傳學(xué)中發(fā)揮作用。
研究人員早就知道,不同類型的致病生物可以通過改變其表面蛋白的表達(dá)來改變其抗原表面。非洲錐蟲,例如布氏錐蟲(Trypanosoma brucei),是該過程的模型,其基因組包含超過2,000種變體表面糖蛋白(VSG)編碼基因。一次只能有一個VSG活躍,并且可以通過染色體易位激活新的VSG基因進(jìn)入積極表達(dá)的網(wǎng)站。目前的研究提出了一個問題,“一個基因是如何從數(shù)千個譜系中選出的?” 作者測試了特定DNA重復(fù)(稱為70-bp重復(fù))直接選擇新VSG的預(yù)測。通過遺傳操作DNA重復(fù),作者能夠證明70-bp重復(fù)序列促進(jìn)整個基因組編碼的VSG的選擇,并確定該功能所需的基本DNA序列。
該研究為70-bp重復(fù)提供了一種功能,并表明它們可以將DNA配對和重組機(jī)制從最接近的VSG基因轉(zhuǎn)移到存檔中的其他基因。然而,仍然不清楚為什么選擇一個VSG而不是另一個VSG。
如果科學(xué)家能夠在自然群體中停用這一過程,他們可以降低非洲錐蟲病(昏睡病)的慢性感染率。該研究還可以提供對其他物種中染色體易位機(jī)制的深入了解。
Hovel-Miner博士對該出版物說:“我們很高興本手稿中的發(fā)現(xiàn)最終為這些有趣的DNA重復(fù)提供了一種功能,這些重復(fù)序列自最早的關(guān)于抗原變異的文獻(xiàn)以來一直被討論過。此外,有證據(jù)表明70-bp的功能隨著細(xì)胞周期的進(jìn)展重復(fù)了皮毛變異過程,使我們對這一關(guān)鍵致病過程的機(jī)械基礎(chǔ)有了新的見解。“
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