近日，國際學術期刊PLoS Pathogens刊登了我院寄生蟲研究團隊題為(wei) “A new adenine nucleotide transporter located in the ER is essential for maintaining the growth ofToxoplasma gondii”的研究論文。該研究係統地闡明了定位於(yu) 內(nei) 質網的腺嘌呤核苷酸轉運蛋白對人獸(shou) 共患寄生蟲弓形蟲生長的關(guan) 鍵作用與(yu) 機製。我院博士研究生李森陽為(wei) 該論文的第一作者，方瑞副教授為(wei) 通訊作者。
弓形蟲是一種呈世界性分布、宿主範圍廣泛的專(zhuan) 性細胞內(nei) 寄生蟲，可以感染包括人在內(nei) 的所有溫血動物，引起嚴(yan) 重的人獸(shou) 共患病。由於(yu) 其寄生宿主的廣泛性，弓形蟲病已成為(wei) 嚴(yan) 重的公共衛生問題。弓形蟲的分泌蛋白在其入侵、粘附、生長以及免疫逃避過程中發揮重要作用，以前的研究表明真核細胞分泌蛋白以及膜結合蛋白需要在內(nei) 質網中依賴ATP進行加工折疊後才能發揮相應的功能。內(nei) 質網本身不能合成ATP隻能利用線粒體(ti) 或者胞質產(chan) 生的ATP，但是關(guan) 於(yu) 胞質中ATP如何進入內(nei) 質網一直以來存在一定爭(zheng) 議。近年來逐漸發現了哺乳動物細胞以及植物細胞內(nei) 質網中的ATP/ADP轉運蛋白，他們(men) 將ATP轉運進入內(nei) 質網參與(yu) 內(nei) 質網中蛋白質的加工折疊。
該研究團隊通過多種方法尋找到一個(ge) 潛在的弓形蟲內(nei) 質網ATP/ADP轉運蛋白TgANT，並通過定位實驗證明TgANT定位於(yu) 內(nei) 質網中，通過[α-32P] ATP證明了TgANT轉運功能。此外，利用CRISPR/Cas9基因編輯技術以及Teto/off條件性敲除係統成功構建了一株TgANT條件性敲除蟲株，一係列的表型實驗證明TgANT對弓形蟲的生長至關(guan) 重要，TgANT基因的缺失導致弓形蟲出現嚴(yan) 重的生長缺陷，包括入侵能力降低，複製減緩，不形成可視化空斑等（圖1）。同時該研究團隊還發現，在瘧原蟲中的同源基因PfUGT也具有ATP/ADP轉運能力，從(cong) 而推翻了之前研究人員認為(wei) PfUGT是UDP-半乳糖轉運蛋白的結論。以上的研究結果為(wei) 進一步理解內(nei) 質網能量供應在弓形蟲乃至頂複門原蟲中的生長調控機製提供新的見解，同時也為(wei) 理解弓形蟲寄生生活的分子機製和研發新型防控技術提供理論基礎。
圖1：TgANT在弓形蟲中的定位、ATP吸收能力檢測以及表型研究
另悉，近年來，該團隊圍繞弓形蟲的生長和代謝機理開展了係列工作，該課題組於(yu) 4月21日同時在美國微生物協會(hui) 學術期刊《Microbiology Spectrum》刊載了題為(wei) “Starch branching enzyme 1 is important for amylopectin synthesis and cyst reactivation inToxoplasma gondii”的研究論文。弓形蟲不同感染階段的能量代謝有很大差異，最典型的區別是緩殖子中存在大量支鏈澱粉顆粒的積累，而速殖子中幾乎沒有，然而支鏈澱粉在弓形蟲不同感染階段中的具體(ti) 生理學意義(yi) 尚不清楚。該論文專(zhuan) 注於(yu) 支鏈澱粉合成途徑中關(guan) 鍵的澱粉分支酶SBE1，揭示了SBE1對支鏈澱粉合成和維持糖代謝穩態的重要性，並進一步闡明了支鏈澱粉作為(wei) 一種重要的碳源，對弓形蟲在不利環境下的生長和緩殖子重新活化為(wei) 速殖子至關(guan) 重要。
論文鏈接：
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9241709/
