疟疾是一种主要的热带寄生虫病。由恶性疟原虫引发的恶性疟疾每年在全世界范围内造成至少 100 万人死亡、3-5 亿人感病,是最严重的一种寄生虫病。由于当前并无有效的疟疾疫苗,新型疟疾疫苗的研发已成为世界医学健康领域的当务之急。
来自中科院上海巴斯德研究所,同济大学医学院,美国**卫生研究院(NIH)等处的研究人员首次发现了恶性疟原虫在人体内实现免疫逃逸的表观遗传分子机制,并为研制新型疟疾疫苗提供了实验基础。相关研究论文刊登在了近期出版的《自然》(Nature)杂志上。
恶性疟原虫的基因组编码一个由 60 个基因组成的 var 基因家族。该基因家族的蛋白翻译产物 PfEMP1 在恶性疟原虫感染红细胞后可被运输至红细胞膜表面,是一种主要的寄生虫致病蛋白。人体针对 PfEMP1 蛋白产生的抗体可有效地抑制表达这种 PfEMP1 的恶性疟原虫在红细胞内的寄生。但由于单个恶性疟原虫在红细胞感染期内只能同时转录一个 var 基因,因此恶性疟原虫可利用 var 基因家族的这种相互排斥性表达机制成功地逃避人体针对 PfEMP1 产生的抗体反应。目前,关于 var 基因的这一转录调控机制尚不清楚。
通过实验研究,研究人员成功地找到了控制 var 基因沉默的关键因子 PfSETvs . PfSETvs 作为果蝇ASH1的同源蛋白,是一种组蛋白赖氨酸甲基化酶。研究人员证明, PfSETvs 可在 var 基因的启动子区域产生一类特异性的组蛋白修饰 H3K36me3 ,进而抑制 var 基因家族的转录。
这项研究首次证明了真核生物中组蛋白修饰 H3K36me3 对基因沉默的介导作用;研究中通过敲除 PfSETvs 基因产生的可表达全部 PfEMP1 蛋白的转基因恶性疟原虫株也为研制新型疟疾疫苗提供了实验基础。
对于这一研究成果,来自美国 Stowers 医学研究所的 Jerry Workman 博士与来自瑞典卡罗琳学院的 Mats Wahlgren 博士指出:"该研究结果对人们更好地理解真核生物基因调控以及疟疾疫苗的研发所具有的科学意义".
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