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廈門大學(xué)：動(dòng)合子運(yùn)動(dòng)能力的信號(hào)控制新機(jī)制

閱讀次數(shù)：1044 發(fā)布時(shí)間：2018/9/17 11:41:45

恒遠(yuǎn)報(bào)道：廈門大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的研究人員發(fā)表了題為“ISP1-Anchored Polarization of GCβ/CDC50A Complex Initiates Malaria Ookinete Gliding Motility”的文章，揭示了瘧疾病原瘧原蟲通過媒介按蚊傳播過程中的關(guān)鍵步驟－－-控制動(dòng)合子運(yùn)動(dòng)的環(huán)磷酸鳥苷cGMP信號(hào)的激活機(jī)制。

這一研究成果公布在Current Biology雜志上，文章的通訊作者為廈門大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院袁晶教授，作者為高涵，楊振科和王旭。

瘧原蟲屬于頂復(fù)體亞門原生動(dòng)物，每年導(dǎo)致數(shù)億人口感染瘧疾和超過40萬病人死亡。瘧原蟲通過雌性按蚊在哺乳動(dòng)物宿主間傳播。瘧疾病人被按蚊叮咬吸血，瘧原蟲雌雄配子在按蚊消化道中受精形成合子，進(jìn)一步變形發(fā)育為具有運(yùn)動(dòng)能力的新月形動(dòng)合子。只有獲得運(yùn)動(dòng)能力的動(dòng)合子，才能穿越按蚊消化道單層上皮細(xì)胞，成功感染按蚊媒介。動(dòng)合子運(yùn)動(dòng)是由cGMP信號(hào)控制的，上游分子GCβ（cGMP合成酶）和PDEδ（cGMP分解酶）如何協(xié)同作用，從而啟動(dòng)cGMP信號(hào)，分子機(jī)制至今未知。

在前期工作中，這一研究組建立了瘧原蟲高效CRISPR/Cas9方法（mBio，2014；Molecular & Biochemical Parasitology, 2016；mBio，2017；MBP，2018a和2018b）。

在*新研究中，研究人員通過大量基因修飾模型，發(fā)現(xiàn)GCβ缺失導(dǎo)致動(dòng)合子運(yùn)動(dòng)完全丟失，進(jìn)而失去按蚊感染和傳播能力。研究還發(fā)現(xiàn)，GCβ由細(xì)胞質(zhì)均勻分布改變?yōu)樵趧?dòng)合子頂體突出一側(cè)聚集，并且GCβ聚集和動(dòng)合子成熟完全同步，顯示GCβ聚集可能直接激活cGMP信號(hào)。

他們進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，GCβ聚集的同時(shí)，PDEδ依然維持胞質(zhì)分布，這一對(duì)信號(hào)合成/分解酶的定位改變，直接提高了局部cGMP濃度，從而起始cGMP/PKG信號(hào)和激活動(dòng)合子運(yùn)動(dòng)。較之真核細(xì)胞生物中外源配體激活的GC /cGMP信號(hào)，本研究揭示了一種新的cGMP信號(hào)時(shí)空調(diào)控方式。

這項(xiàng)工作還發(fā)現(xiàn)GCβ結(jié)合蛋白CDC50A，后者承擔(dān)分子伴侶功能，在動(dòng)合子轉(zhuǎn)化和成熟動(dòng)合子中，穩(wěn)定GCβ。此外，進(jìn)一步篩選發(fā)現(xiàn)動(dòng)合子內(nèi)膜復(fù)合物蛋白ISP1，能夠結(jié)合和錨定GCβ/CDC50A復(fù)合物，在成熟動(dòng)合子中維持復(fù)合物的聚集。這項(xiàng)研究為深入開展寄生性原生動(dòng)物的發(fā)育轉(zhuǎn)化和信號(hào)調(diào)控提供了線索和借鑒。

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