致命疟疾寄生虫的骨骼揭示了其秘密

通过扩展显微镜观察在猪胚期的疟原虫。该图显示了微管蛋白标记后病原体的细胞骨架。圆锥形是在单元的上端可见的环。

UNIGE的研究小组发现，疟原虫的细胞骨架包含一种叫做圆锥体的细胞器的残余形式，最初被认为是该物种中不存在的，并且可能在宿主入侵中起作用。

疟原虫是引起疟疾的寄生虫，疟疾是最致命的寄生虫病之一。寄生虫需要两个宿主，即按蚊和人类，才能完成其生命周期，并在其生命周期的每个阶段经历不同的形式。从一种形式过渡到另一种形式涉及细胞骨架的大规模重组。日内瓦大学（UNIGE）的两个小组对疟原虫的细胞骨架组织有了新的认识。

他们的研究发表在《 PLOS Biology》上，以前所未有的规模详细描述了寄生虫骨骼的组织，并采用了最近开发的扩展显微镜技术。在成像之前将细胞“充气”，以纳米尺度提供对更多结构细节的访问。这项研究发现了一种叫做“圆锥形”的细胞器的痕迹，尽管它在寄主入侵密切相关的寄生虫中起着至关重要的作用，但据认为在该物种中缺乏这种细胞器。

细胞骨架或细胞骨架由多种类型的细丝网络组成，包括肌动蛋白和微管蛋白。它赋予细胞刚性，允许细胞内细胞器和分子的附着或运动，以及细胞变形。随着寄生虫在发育阶段之间的过渡，其细胞骨架经历了反复的，剧烈的重组。特别是，疟原虫需要非常特殊的细胞骨架才能移动并穿透其宿主细胞的膜屏障，这是导致疟疾的寄生虫发病机理的两个重要过程。

“由于疟原虫非常小，比人类细胞小多达50倍，因此查看其细胞骨架是一项技术挑战！”开始了UNIGE的研究人员，该研究的第一作者EloïseBertiaux。“这就是为什么我们采用了扩展显微镜协议的原因，该协议包括在保持原始形状不变的情况下对生物样品进行充气，因此可以以前所未有的分辨率对其进行观察，”美国国防部研究人员Virginie Hamel继续说道。 UNIGE科学学院的细胞生物学并共同领导这项研究。

细胞器的前庭形式

研究人员在蚊子阶段观察到了这种寄生虫，这种寄生虫是蚊子中肠入侵的原因，这是传播疟疾的必不可少的步骤。在寄生虫的尖端可见由微管蛋白制成的结构。这种结构类似于圆锥体，一种参与宿主蚜虫相关寄生虫的细胞器，参与宿主细胞的入侵。“但是，与众所周知的弓形虫弓形虫相比，在疟原虫中观察到的结构似乎更持久并且减少了，弓形虫是导致弓形虫病的寄生虫。我们仍然需要确定这种残留的类固醇是否对疟原虫的宿主细胞侵袭也很重要。” UNIGE医学院微生物学和分子医学系教授Mathieu Brochet解释说。

显微镜下的细胞骨架

这种残余圆锥体的发现凸显了扩展显微镜的强大功能，无需专门的显微镜即可用于纳米级的细胞骨架结构观察。与电子显微镜和超分辨率显微镜方法结合使用，该方法将分子细节添加到可用的结构信息中，从而为更深入地研究细胞骨架及其分子组织铺平了道路。这将使我们能够更好地了解疟原虫如何侵入其宿主细胞，这一过程对该寄生虫的发病机理至关重要。

参考：EloïseBertiaux，AuréliaC. Balestra，LorèneBournonville，Vincent Louvel，Bohumil Maco，Dominique Soldati-Favre，Mathieu Brochet，Paul Guichard和Virginie所著的文章《扩展显微镜为疟疾寄生虫的细胞骨架提供了新见解，包括一个类固醇的保存》。
2021年3月11日，PLOS Biology.DOI：
10.1371 / journal.pbio.3001020