疟疾研究的遗传学突破

研究人员专门去除了疟原虫疟原虫（红色，宿主细胞为绿色）中的1300多个个体基因，因此能够在病原体中发现许多新的靶标。

尽管在医学和科学领域做出了巨大努力，但全世界仍有40万多人死于疟疾。感染性疾病是由被疟原虫疟原虫感染的蚊子叮咬传播的。寄生虫的基因组相对较小，大约有5,000个基因。与人类细胞相比，疟原虫的寄生虫仅具有单个个体基因的一个拷贝。如果一个人从寄生虫的整个基因组中删除一个基因，那么这将直接导致该寄生虫的表型发生变化。

由伯尔尼大学细胞生物学研究所（ICB）的Volker Heussler教授和瑞典于默奥大学的奥利弗·比尔克（Oliver Billker）以及以前在英国的桑格研究所（Sanger Institute）领导的国际财团利用了这一事实。研究人员已经对疟疾寄生虫进行了全基因组基因缺失研究：他们专门清除了1300多个个体基因，观察了该寄生虫整个生命周期的影响，从而能够确定病原体中的许多新靶标。本研究发表在著名的《细胞》杂志上。

个别的遗传密码使研究加速了数十年

伯尔尼大学细胞生物学研究所的Volker Heussler教授。

研究人员使用了伯尔尼大学细胞生物学研究所建立的疟疾小鼠模型。用一个个体遗传密码替换了1300个寄生虫基因中的每一个，以分析个体信息的去除对寄生虫的影响。使用个体密码可以同时研究许多寄生虫，从而大大缩短了分析时间。经过三年的研究，该国际财团成功地在所有生命周期阶段系统地筛选了该寄生虫的基因组。这项研究的主要作者之一，来自ICB的丽贝卡·斯坦威说：“与桑格研究所共同进行的删除筛选使我们能够鉴定出数百个靶标，尤其是在寄生虫的新陈代谢中。”

模型计算扩展了实验结果

为了系统地分析大量已识别的代谢基因，伯尔尼研究人员与洛桑EPFL的Vassily Hatzimanikatis教授和日内瓦大学的Dominique Soldati-Favre教授共同组建了“ MalarX”财团，该财团得到了瑞士国家科学基金会。利用疟疾基因组筛查的数据，EPFL的研究小组计算出了模型，这些模型显示了寄生虫的基本代谢途径。“借助这些模型，现在可以预测哪些先前未开发的基因对寄生虫至关重要，因此是控制疟疾的合适靶标”，洛桑州EPFL的模型专家Anush Chiappino-Pepe补充道。

然后，伯尔尼研究人员与荷兰莱顿大学的克里斯·詹斯（Chris Janse）教授紧密合作，通过实验证实了其中一些预测。“具有相应代谢模型的全基因组筛选代表了疟疾研究的一项突破，”伯尔尼研究小组的Magali Roques说。“我们的研究结果将为全球许多疟疾研究人员提供支持。他们现在可以专注于基本的寄生虫基因，从而开发出针对寄生虫生命各个阶段的高效药物和疫苗。”桑格研究所前科学家埃伦•布谢尔博士（Ellen Bushell）补充说。

通过一流的基础设施和国际合作获得成功

根据Volker Heussler的说法，只有通过将Sanger研究所的巨大测序和克隆能力与建立疟疾寄生虫整个生命周期的伯尔尼ICB的卓越基础设施相结合，才能实现这种研究方法。此外，ICB配备了范围广泛的高性能显微镜，可对寄生虫的各个生命周期阶段进行顶级研究。得益于出色的基础设施，Volker Heussler的实验室已经发表了许多国际上有关寄生虫感染早期阶段的研究报告。

来自分子生物学，寄生虫学，统计学和数学建模领域的22位国际科学家参加了该项目。Volker Heussler说：“这说明了进行这项研究，分析数据和对实验结果进行建模以使它们具有有意义的意义的努力。”

参考：Rebecca R. Stanway，Ellen Bushell，Anush Chiappino-Pepe，Magali Roques，Theo Sanderson，Blandine Franke-Fayard，Reto Caldelari，Murielle Golomingi，Mary Nyonda，“针对疟原虫肝阶段的基本代谢过程的基因组规模鉴定” Vikash Pandey，Frank Schwach，SéverineChevalley，Jai Ramesar，Tom Metcalf，Colin Herd，Paul-Christian Burda，Julian C.Rayner，Dominique Soldati-Favre，Chris J.Janse，Vassily Hatzimanikatis，Oliver Billker和Volker T.Heussler，14 2019年11月，Cell.DOI：
10.1016 / j.cell.2019.10.030