EMBL欧洲生物信息学研究所(EMBL- ebi)的研究人员在一种疟疾寄生虫恶性疟原虫中发现了一种新的遗传学“复制-粘贴”机制，该研究发表在《公共科学图书馆生物学》杂志上

　　基因转化在恶性疟原虫细胞表面抗原进化中的作用

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　　疟疾最常通过感染恶性疟原虫的雌性按蚊叮咬传播。

　　最新的《世界疟疾报告》指出，2022年，全球估计有2.49亿疟疾病例，60多万疟疾死亡。

　　94%的疟疾病例和95%的疟疾死亡发生在非洲，其中婴儿、孕妇、旅行者和艾滋病毒/艾滋病感染者的风险更高。

　　恶性疟原虫是最致命的疟疾寄生虫，它利用基因合作

　　表面蛋白基因的快速多样化，帮助其逃避人体免疫系统，解释了遗传多样性热点的存在。

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　　这项新研究通过分析编码对免疫逃避至关重要的表面蛋白的两个基因，为恶性疟原虫的进化史提供了关键的见解。有问题的基因是DBLMSP和DBLMSP2。

　　这些发现加深了我们对疟疾寄生虫如何进化的理解，并可能有助于为疫苗开发的新方法提供信息，为更有效地预防这种继续影响全球数百万人的疾病提供希望。

　　通常，一个人的基因序列是从父母那里遗传的，但在某些情况下，基因序列的一部分可以在同一DNA分子上的不同基因之间复制——这被称为非等位基因转换。

　　这一过程与重要基因家族的进化有关，包括那些参与人体免疫系统功能的基因家族。

　　大约94%的疟疾病例和死亡发生在撒哈拉以南非洲，主要影响幼儿和孕妇。

　　本研究的关键发现之一是恶性疟原虫DBLMSP和DBLMSP2基因之间发生基因转换，并导致寄生虫表面蛋白内遗传多样性增加。

　　由于这些蛋白质暴露于我们的免疫系统，并与我们的免疫系统相互作用，它们是潜在的疫苗靶点，更全面地了解它们的遗传多样性对疫苗设计非常有价值。

　　法国生物与细胞建模实验室(LBMC, France)博士后研究员、EMBL-EBI前博士生Brice Letcher说:“在疟疾DNA中发现‘复制-粘贴’遗传学揭示了一种被低估的进化机制的影响。”

　　“在这里，我们表明基因转换是疟疾在人类中适应和茁壮成长的能力背后的潜在重要策略，包括可能逃避人类免疫系统。了解这种遗传灵活性为疟疾在人类宿主中的持久性和适应性提供了新的视角。”

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　　任何免疫相互作用蛋白都是潜在的疫苗靶点，但了解全球遗传多样性是疫苗开发的重要要求。

　　例如，流感和SARS-CoV-2疫苗的开发是基于对其基因组进化方式的了解。

　　然而，恶性疟原虫DBLMSP和DBLMSP2基因中非常不寻常的遗传多样性热点是如此极端，以至于目前绘制遗传变异的算法无法捕捉到它们，使研究人员不知道这些基因中的很大一部分变异。

　　为了解决这个问题，研究人员开发了新的生物信息学软件，该软件使用基因组图并分析了来自29个国家的广泛寄生虫样本。

　　这种新方法揭示了大量以前隐藏的变异，通过这些变异，他们能够证明多种基因转换事件已经发生。这些新的变异可以从链接到该研究的网站上下载，它们为疟疾研究界提供了宝贵的资源。

　　“基因组图谱是一种很好的生物信息学方法，可以帮助我们解码病原体和人类宿主之间相互作用产生的复杂遗传景观，”伊克巴尔小组的前博士生、英国基因组学公司的基因组学数据科学家Sorina Maciuca说。

　　“它们使我们能够考虑到更广泛的遗传多样性，并对恶性疟原虫等病原体如何进化和逃避我们的免疫防御获得新的见解。”

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　　基因组学的传统方法是定义一个参考基因组，并将任何其他基因组描述为与该参考基因组的微小差异的集合。当基因组差异太大时，这种方法就行不通了。

　　基因组图采用一个基因组群体，并建立一个了解物种中所有遗传变异的综合参考。

　　“这项研究提供了恶性疟原虫中这两个迷人基因的遗传多样性的综合图谱，”EMBL-EBI小组组长、巴斯大学算法和微生物基因组学教授Zamin Iqbal说。

　　“近十年来，我们一直在试图理解这些基因中的不寻常模式，我们最好的假设是，由于未知的原因，这些基因的真正不同的‘版本’被自然选择保存了下来。”我们在这里已经表明，事实上，这种复制机制——基因转换——一直在重复地创造这些异常的不同“版本”的基因。这些数据不仅增强了我们对疟疾生物学的掌握，而且对世界各地研究这些基因及其与免疫系统相互作用的研究人员也很有价值。”

　　参考:

　　基因co的作用恶性疟原虫细胞表面抗原进化的反转

　　——(https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3002507)

　　Source-Eurekalert