瘧疾是由瘧原蟲感染人體導致的。瘧原蟲在人類血液中無性繁殖，從而導致慢性感染和所有與這種破壞性疾病相關的并發(fā)癥。在每一輪繁殖過程中，一小部分瘧原蟲發(fā)育成非分裂的配子體（gametocyte），用于有性繁殖。配子體對蚊子具有傳染性，因而促進瘧疾傳播給其他人。理解瘧原蟲如何控制它的配子體生產對促進開發(fā)能夠阻止瘧疾傳播的治療性干預措施是至關重要的。

瘧原蟲如何激活轉換開關

瘧原蟲是繼續(xù)進行無性繁殖還是產生配子體是由一種分子開關控制著的。近期發(fā)表在Cell期刊上的一篇論文證實這種開關對存在于人血液中的一種脂質分子---溶血卵磷脂（lysophosphatidylcholine, LPC）---作出反應（Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.10.020）。在較高的LPC濃度下，瘧原蟲繼續(xù)進行無性繁殖，攝入LPC產生新的膜。當LPC濃度下降時，正如在瘧原蟲急性感染期間發(fā)生的那樣，瘧原蟲轉化為配子體，從而將它們傳播給下一個人類宿主。

如今，在一項新的研究中，來自瑞士熱帶疾病與公共衛(wèi)生研究所的研究人員鑒定出一種被稱作GDV1的瘧原蟲蛋白在激活這種配子體轉換開關中發(fā)揮著至關重要的作用。論文通信作者、瑞士熱帶疾病與公共衛(wèi)生研究所瘧疾基因調節(jié)部門主任Till Voss說，“GDV1基本上激活一個對瘧原蟲的基因表達進行編程的過程，從而使得配子體產生得以發(fā)生。”相關研究結果發(fā)表在2018年3月16日的Science期刊上，論文標題為“GDV1 induces sexual commitment of malaria parasites by antagonizing HP1-dependent gene silencing”。

這項研究進一步證實GDV1僅在注定產生配子體的瘧原蟲中產生。在繁殖的瘧原蟲中，一種抑制分子阻止GDV1表達。論文第一作者、瑞士熱帶疾病與公共衛(wèi)生研究所研究員Michael Filarsky說，“我們吃驚地發(fā)現(xiàn)利用CRISPR-Cas9技術靶向破壞這種抑制性分子后，所有瘧原蟲都表達GDV1蛋白。”

這項研究的另一個重要發(fā)現(xiàn)是GDV1的產生同樣地受到LPC的抑制。Voss總結道，“我們發(fā)現(xiàn)一種將環(huán)境刺激傳送到瘧原蟲體內來激活配子體產生的分子通路。”

“用于開展未來研究的基礎知識和新工具”

為了達到消除和根除瘧疾的宣傳目標，開發(fā)靶向瘧原蟲配子體的藥物和疫苗是迫切需要的。Voss說，“盡管我們的研究不能為開發(fā)新型療法提供立竿見影的解決方案，但是它揭示出導致配子體產生的機制。如果我們能夠阻斷這種機制或者同時清除配子體，那么我們可能會向阻斷瘧疾傳播邁出重要的一步。”

這種新知識還讓瑞士熱帶疾病與公共衛(wèi)生研究所的研究人員在實驗室中產生大量的配子體。Filarsky說，“對配子體的研究受到它們通常在實驗室中僅少量產生的事實的阻礙。我們如今能夠設計出經(jīng)過基因修飾的產生大量配子體的瘧原蟲。我們預計這些瘧原蟲不僅可用于未來的基礎研究，而且也可用于這個領域的應用研究。”