新的遗传技术可以帮助确定潜在的疟疾药物目标

根据PLOS病原体的一项新研究，科学家已经开发出一种新技术，用于研究导致啮齿动物疟疾的寄生虫生命周期后期基因缺失的影响。由澳大利亚墨尔本大学的Upeksha Rathnapala及其同事开发的这种新方法可以加强对疟疾治疗潜在药物靶标的研究。

疟疾需要新的治疗方法，因为引起它的单细胞疟原虫寄生虫的耐药性增加。疟原虫中代谢过程对其发育至关重要，可作为潜在的新药靶点。然而，在蚊子和宿主动物中发生的疟原虫生命周期使得难以鉴定和研究这些过程。

在这项新研究中，研究人员通过关注伯氏疟原虫的重要代谢过程来展示他们的新技术，这种过程在啮齿动物中引起疟疾，并且常用于疟疾的小鼠研究。这种代谢过程需要一种称为铁螯合酶(FC)基因的基因，它使伯氏疟原虫能够产生一种称为血红素的化合物。

已知血红素合成对于蚊子中的伯氏疟原虫发育是必需的，所述蚊子在啮齿动物宿主之间传播寄生虫，但是在宿主血流的后期阶段它不是必需的。然而，在这两个阶段之间，伯氏疟原虫在宿主肝脏中经历了发育阶段，并且尚不清楚血红素合成在这个阶段是否是必需的。

Rathnapala及其同事生产的P.berghei寄生虫能够表达FC基因并在蚊子体内正常发育，但一旦感染小鼠肝细胞，就会产生FC表达和FC缺陷寄生虫的混合物。科学家们对这些寄生虫进行了基因工程改造，使缺乏FC的个体能够表达荧光标记，便于识别。

研究人员发现缺乏FC的寄生虫无法完成肝脏发育阶段。这表明破坏血红素合成途径可能是靶向肝脏中疟原虫寄生虫的有效方法。这种方法是预防性的，因为在寄生虫离开肝脏并开始其血流阶段之前症状不明显。

这种涉及荧光标记的新方法可以适用于其他基因，使科学家能够识别对寄主动物疟原虫发育至关重要的其他代谢过程。

“用荧光蛋白标记突变基因的想法很简单，但它允许我们在整个疟疾生命周期中跟踪突变体寄生虫并在肝脏阶段剖析它们的表型，这对于阻止蚊子的突变非常容易。发展，“作者解释说。“我们对血红素生物合成的分析显示了这种简单方法的强大功能，但它是一种可以很容易地应用于其他基因和其他疟疾寄生虫物种的技术，大大扩展了研究疟疾寄生虫生命周期中这个免疫重要阶段的范围。”