最大的瘧疾基因功能研究揭示了許多潛在的藥物靶點(diǎn)
瘧疾寄生蟲的成功歸功于它的基因組被剝奪了必需的基因,Wellcome Trust Sanger研究所的科學(xué)家和他們的合作者發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn)。在首次對(duì)瘧疾基因功能進(jìn)行的大規(guī)模研究中,科學(xué)家分析了寄生蟲基因組中超過一半的基因,發(fā)現(xiàn)其中三分之二的基因?qū)τ诖婊钪陵P(guān)重要 - 在研究過的任何生物體中發(fā)現(xiàn)的必需基因的比例最大。日期。今天(7月13日)在Cell上發(fā)表的研究結(jié)果確定了新抗瘧藥物開發(fā)的許多潛在目標(biāo),這對(duì)于這種知識(shí)匱乏的寄生蟲來說是一個(gè)重要發(fā)現(xiàn),其中耐藥性是一個(gè)重大問題。
世界上將近一半的人口面臨瘧疾風(fēng)險(xiǎn),每年有超過2億人受到感染。該疾病導(dǎo)致2015年全球近50萬人死亡*。
引起瘧疾,瘧原蟲的寄生蟲的遺傳學(xué)很難破譯。瘧原蟲寄生蟲是古老的生物體,大約一半的基因在任何其他生物體中沒有相似的基因同源物,這使得科學(xué)家很難找到其功能的線索。該研究首次提供了大多數(shù)基因功能的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
科學(xué)家研究了一種瘧原蟲伯氏瘧原蟲(Plasmodium berghei)中的基因,這些基因在其復(fù)雜的多階段生命周期的單一血液階段中表達(dá)。在這項(xiàng)研究中,科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種破譯瘧疾寄生蟲基因功能的新方法。該團(tuán)隊(duì)關(guān)閉或敲除了2,578個(gè)基因 - 超過基因組的一半 - 并為每個(gè)基因敲除了一個(gè)獨(dú)特的DNA條形碼**。
然后該團(tuán)隊(duì)使用下一代基因組測序技術(shù)對(duì)這些條形碼進(jìn)行計(jì)數(shù),從而測量每種轉(zhuǎn)基因瘧疾寄生蟲的生長情況。如果關(guān)閉的基因不是必需的,寄生蟲數(shù)量就會(huì)增加,但如果敲除的基因是必需的,寄生蟲就會(huì)消失。
來自Wellcome Trust Sanger研究所的聯(lián)合主要作者Oliver Billker博士說:“這項(xiàng)工作是通過一種新方法實(shí)現(xiàn)的,這種方法使我們能夠在一項(xiàng)研究中調(diào)查超過2,500個(gè)基因 - 比整個(gè)研究界研究的更多過去二十年。我們相信這種方法可用于深入了解瘧疾生物學(xué)的許多未知方面,并從根本上加快我們對(duì)基因功能和藥物靶標(biāo)優(yōu)先次序的理解。“
該團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)地表明,瘧疾寄生蟲可以很容易地處理產(chǎn)生蛋白質(zhì)的基因,這些蛋白質(zhì)可以釋放宿主的免疫系統(tǒng)。這給瘧疾疫苗的開發(fā)帶來了問題,因?yàn)榧纳x可以迅速改變其對(duì)人體免疫系統(tǒng)的外觀,因此寄生蟲可以對(duì)疫苗產(chǎn)生抗性。
來自Wellcome Trust Sanger研究所的聯(lián)合主要作者Julian Rayner博士說:“我們從以前的工作中了解到,表面上瘧疾寄生蟲有許多可有可無的部分。我們的研究發(fā)現(xiàn),在地表以下寄生蟲更像是一級(jí)方程式比賽這種寄生蟲經(jīng)過微調(diào)并保留了生長所需的絕對(duì)必需基因。這既好又壞:壞消息是它可以很容易地?cái)[脫我們?cè)噲D設(shè)計(jì)的目標(biāo)背后的基因疫苗,但另一方面,新藥的基本目標(biāo)比我們以前認(rèn)為的要多得多。“
葛蘭素史克公司瘧疾部門主任Francisco Javier Gamo博士說:“這項(xiàng)前所未有的規(guī)模研究為瘧疾帶來了更多獨(dú)特的藥物靶點(diǎn)。圣杯將發(fā)現(xiàn)在所有寄生蟲生命周期中必不可少的基因階段,如果我們可以瞄準(zhǔn)那些吸毒的人,就會(huì)讓瘧疾無處可藏。桑格研究所開發(fā)的技術(shù)使我們有可能第一次系統(tǒng)地提出這些問題。“
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