Cell子刊:另辟蹊徑miRNA新發(fā)現(xiàn)
日期:2012-08-17 08:28:59
鐮狀細胞病患者比具有正常紅細胞的普通人受瘧疾影響較小,這一現(xiàn)象的確切原因困擾了科學家們多年,而現(xiàn)在Duke大學醫(yī)學中心的研究人員終于發(fā)現(xiàn)了該現(xiàn)象背后的潛在機制。
Duke大學的研究人員發(fā)現(xiàn)人體紅細胞的遺傳物質microRNA能夠通過獨特機制參與瘧原蟲的基因調控,改變這種寄生蟲的活性。
“我們研究中最有趣的發(fā)現(xiàn)是,在鐮狀紅細胞中發(fā)現(xiàn)的人類microRNA(很短的遺傳物質)直接參與了瘧原蟲的基因調控,”文章的資深作者,Duke大學基因組科學與政策研究所分子遺傳和微生物學系副教授Jen-Tsan Chi博士說?!斑@些在鏈狀紅細胞中富集的microRNA能夠降低寄生蟲的繁殖能力,所以這類特殊人群被保護的更好?!?/SPAN>
MicroRNA是來自DNA的小片段RNA,只有20-25核苷酸長,參與基因表達的調控。研究還顯示,在普通紅細胞中提高兩種不同microRNA的水平時,也能夠削弱瘧原蟲的生長。
該文章發(fā)表在Cell Host and Microbe雜志上。
“這一發(fā)現(xiàn)有助于人們進一步了解宿主-寄生蟲之間的相互作用以及寄生蟲的生活周期,每年世界上有多達5億人患上瘧疾,而我們的研究有望幫助人們開發(fā)治療瘧疾的新藥物,”Chi說。世界衛(wèi)生組織WHO的統(tǒng)計顯示每年約有1.5萬至3萬人死于這種瘧疾,其中絕大多數(shù)是兒童。
“我認為這項工作能夠拓展我們對瘧原蟲-人類宿主相互作用的理解,研究結果揭示了這二者之間的全新作用模式,使我們能夠更深入的了解這種寄生蟲的生命周期,”文章第一作者Greg LaMonte說。
瘧原蟲生長在人體紅細胞中,科學家曾經(jīng)認為這種細胞缺乏遺傳物質。許多科學家都在鏈狀紅細胞中尋找抵御寄生蟲的成分,而Duke大學的研究人員突破常規(guī)另辟蹊徑發(fā)現(xiàn)了關鍵物質。
研究人員發(fā)現(xiàn)正常紅細胞與鏈狀紅細胞中的microRNA組成截然不同。出乎他們意料的是,這些差異直接使鏈狀細胞病對瘧疾具有抗性。實驗證明,在鏈狀細胞中阻斷這些microRNA(尤其是miR-451和Let-7i)會降低這種細胞抵御瘧疾的能力。
“阻斷這些miRNA,寄生蟲的生長提高了兩到三倍,”Chi說。
研究人員將人類microRNA和寄生蟲mRNA融合在一起,發(fā)現(xiàn)了令人驚訝的現(xiàn)象。鐮狀細胞的MicroRNA能夠整合入瘧原蟲的基本mRNA,造成翻譯抑制,使這種細胞能夠抵抗瘧疾。
“這完全出乎我們的意料,”Chi說?!皩⑷祟惡图纳x的RNA融合,使我們發(fā)現(xiàn)了宿主-寄生蟲相互作用的獨特模式,這種模式可能是宿主細胞的獨特免疫形式,也可能是寄生蟲適應宿主細胞環(huán)境的機制?!?/SPAN>