_ Cât de mortali aleg să fie paraziții masculin: Cercetătorii dezvăluie expresia genelor de-a lungul ciclului de viață al Cryptosporidium

Parazitul unicelular Cryptosporidium este o cauză principală a bolii diareice mortale la copiii mici, iar un focar recent din Regatul Unit evidențiază cât de vulnerabilă este apa. aprovizionarea este către acest agent patogen.

Nu există medicamente sau vaccinuri eficiente, ceea ce face din acesta un organism important de studiat. Parazitul infectează celulele care căptușesc intestinele și se angajează atât în ​​replicarea asexuată, cât și în cea sexuală, despre care cercetătorii bănuiesc că sunt ambele esențiale pentru infecția și transmiterea susținută.

Dar mecanismul prin care parazitul devine bărbat sau femeie este necunoscut. . „Acești paraziți nu au cromozomi sexuali, cum ar fi X sau Y uman”, spune Katelyn A. Walzer, un postdoctoral în cadrul Striepen Lab din Penn's School of Veterinary Medicine. „Dezvăluirea modului în care își aleg un sex este de interes biologic fundamental și oferă o nouă țintă cheie pentru a bloca transmiterea și infecția.”

Walzer este autorul principal al unui studiu, publicat în Nature, care dezvăluie expresia genei. program al întregului ciclu de viață Cryptosporidium.

Folosind secvențierea ARN, cercetătorii au profilat peste 9.000 de paraziți — din culturi de celule infectate și șoareci — și au dezvoltat atlasul unicelular Cryptosporidium, care dezvăluie ce gene sunt exprimate la care indică întregul ciclu de viață.

Într-o a doua descoperire majoră, cercetătorii au identificat cel mai timpuriu determinant al masculinității, o genă numită Myb-M.

„Arătăm în această lucrare și în alte lucrări. că partea sexuală a acestui ciclu de viață este esențială pentru infecție, iar blocarea acesteia prin contracepție pentru paraziți va bloca infecția”, spune autorul principal Boris Striepen. El spune că, prin întreruperea sexului, „s-ar putea să reușim să vindecăm boala sau să slăbim parazitul pentru a crea un vaccin, așa că cred că există un potențial de translație foarte puternic.”

Acest lucru se bazează pe cercetările anterioare care au revizuit ciclul de viață la unul cu doar trei etape – o singură formă asexuată, bărbați și femele – în timp ce literatura dominantă a propus o etapă intermediară suplimentară.

Walzer explică că Cryptosporidium infectează oamenii, adesea prin apă contaminată, în o formă asemănătoare cu spori numită oochist, care este rezistentă la clorinarea apei. Odată ajunsi în intestin, paraziții ies din spor pentru a invada celulele epiteliale care căptușesc intestinul și se replic în acele celule înainte ca acestea să părăsească și să invadeze noi celule intestinale.

Acest ciclu asexuat de invazie, replicare și ieșire. apare de trei ori înainte ca paraziții să se diferențieze în gameți masculini și feminini, iar apoi fertilizarea duce la noi oochisturi.

Walzer spune că, prin această nouă cercetare, „avem o înțelegere completă a tuturor genelor implicate. în fiecare dintre aceste procese, de la invazie la creștere la diviziune și apoi formarea din nou a formei invazive.”

Ea spune că acest atlas oferă un plan detaliat al fiecărui aspect al biologiei parazitului și al potențialelor sale vulnerabilități. Cryptosporidium produce o mulțime de proteine ​​care sunt necesare pentru a invada și manipula gazda, iar munca echipei analizează aceste proteine ​​diferite în funcție de momentul în care sunt citite genele lor.

„Formele invazive ale parazitului vin. cu o baterie de arme care le permite să invadeze și să depășească celulele noastre, iar acest arsenal este asamblat cu o precizie remarcabilă a timpului”, spune Striepen. El o compară cu o linie de asamblare dintr-o fabrică de mașini în care componentele noi sunt realizate la timp, iar Walzer a elaborat o listă cu toate piesele și când se adună.

Walzer spune că cercetătorii din acest domeniu sunt încântați de atlasul unicelular Cryptosporidium, deoarece pot căuta contextul în care sunt exprimate genele pe care le studiază. Acestea sunt informații foarte utile pentru cei care caută ținte pentru medicamente și vaccinuri, deoarece ajută la prezicerea fazelor de infecție în care parazitul poate fi cel mai vulnerabil.

Prin proiectarea paraziților pentru a exprima fluorescența, cercetătorii au ajuns, de asemenea, a doua constatare cheie: descoperirea factorului de transcripție, adică o proteină care reglează expresia genelor, care este responsabilă de masculinitate, Myb-M.

„Când am forțat parazitul să producă acest factor în orice moment, Fiecare parazit s-a transformat în bărbat și, atunci când l-am îndepărtat, nu s-a dezvoltat niciun bărbat de sex masculin. Este important că ambele manipulări au blocat infecția”, spune Walzer.

Striepen spune că această descoperire subliniază valoarea sexului cu paraziți. țintă pentru intervenție, iar Walzer spune că acest studiu „ne conduce, de asemenea, la cunoașterea catalogului complet de gene necesare sexului cu parazit, oferind indicii importante asupra mecanismului și țintelor translaționale.”

Walzer spune că în cercetările viitoare ea este interesat să urmărească modul în care Myb-M determină soarta masculină și să înțeleagă în general modul în care reglarea transcripției determină diferențele specifice etapelor pentru a orchestra ciclul complex de viață.

(Fluierul)