基因刪除研究確定了瘧疾病原體中的許多新靶標(biāo)

盡管在醫(yī)學(xué)和科學(xué)領(lǐng)域做出了巨大努力，但全世界仍有40萬(wàn)人死于瘧疾。感染性疾病是由被瘧原蟲(chóng)瘧原蟲(chóng)感染的蚊子叮咬傳播的。寄生蟲(chóng)的基因組相對(duì)較小，大約有5,000個(gè)基因。與人類細(xì)胞相比，瘧原蟲(chóng)寄生蟲(chóng)每個(gè)基因只有一個(gè)拷貝。如果從寄生蟲(chóng)的整個(gè)基因組中去除一個(gè)基因，那么這將直接導(dǎo)致寄生蟲(chóng)表型的改變。

由伯爾尼大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)研究所(ICB)的Volker Heussler教授和瑞典于默奧大學(xué)的奧利弗·比爾克(Oliver Billker)以及以前在英國(guó)的桑格研究所(Sanger Institute)領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際財(cái)團(tuán)利用了這一事實(shí)。研究人員對(duì)瘧疾 寄生蟲(chóng)進(jìn)行了全基因組基因缺失研究：他們專門去除了1300多個(gè)個(gè)體基因，觀察了該寄生蟲(chóng)整個(gè)生命周期的影響，從而能夠確定病原體中的許多新靶標(biāo)。該研究發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上。

個(gè)別的遺傳密碼使研究加速了數(shù)十年

研究人員使用了伯爾尼大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)研究所建立的瘧疾小鼠模型。1300個(gè)寄生蟲(chóng)基因中的每一個(gè)都被一個(gè)單獨(dú)的遺傳密碼所取代，以分析單個(gè)基因的去除如何影響該寄生蟲(chóng)。使用單個(gè)代碼可使研究人員同時(shí)研究許多寄生蟲(chóng)，從而大大縮短了分析時(shí)間。

經(jīng)過(guò)三年的研究，該財(cái)團(tuán)成功地系統(tǒng)篩選了所有生命周期階段的寄生蟲(chóng)基因組。這項(xiàng)研究的主要作者之一，來(lái)自ICB的Rebecca Stanway說(shuō)：“與Sanger研究所共同進(jìn)行的刪除篩選使我們能夠鑒定出數(shù)百個(gè)目標(biāo)，特別是在寄生蟲(chóng)的代謝中。

模型計(jì)算擴(kuò)展了實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為了分析大量已識(shí)別的代謝基因，伯爾尼研究人員與洛桑EPFL的Vassily Hatzimanikatis教授和日內(nèi)瓦大學(xué)的Dominique Soldati-Favre教授共同組成了“ MalarX”財(cái)團(tuán)，該財(cái)團(tuán)得到了瑞士國(guó)家科學(xué)基金會(huì)。使用瘧疾基因組篩查的數(shù)據(jù)，EPFL的小組計(jì)算出了模型，這些模型顯示了該寄生蟲(chóng)的基本代謝途徑。“借助這些模型，現(xiàn)在可以預(yù)測(cè)哪些先前未開(kāi)發(fā)的基因?qū)纳x(chóng)至關(guān)重要，因此是控制瘧疾的合適靶標(biāo)，” 洛桑州EPFL的模型專家Anush Chiappino-Pepe 補(bǔ)充道。

然后，伯爾尼研究人員與荷蘭萊頓大學(xué)的克里斯·詹斯(Chris Janse)教授密切合作，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了其中一些預(yù)測(cè)。

伯爾尼研究小組的Magali Roques說(shuō)：“具有相應(yīng)代謝模型的全基因組篩選代表了瘧疾研究的一項(xiàng)突破。” 桑格研究所前科學(xué)家埃倫·布謝爾(Ellen Bushell)博士補(bǔ)充說(shuō)：“我們的研究結(jié)果將為全球許多瘧疾研究人員提供支持。他們現(xiàn)在可以專注于基本的寄生蟲(chóng)基因，從而開(kāi)發(fā)出針對(duì)寄生蟲(chóng)生命各個(gè)階段的有效藥物和疫苗。”