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恶性疟原虫动力素蛋白Pfdyn功能研究及感染恶性疟原虫红细胞膜蛋白质组检测数据分析

韩志富  
【摘要】:疟疾是目前地球上对人类危害最严重的蚊媒寄生原虫病。全世界每年有3至5亿人受到疟原虫感染,二百至三百余万人死于恶性疟疾,其中80%是五岁以下儿童。疟原虫是疟疾的病原体,寄生于人体的疟原虫共有4种,恶性疟原虫是其中最致命的一种。由于恶性疟原虫对现有药物的抗药性不断出现和蔓延,蚊媒对杀虫剂抗药性的产生等因素影响,加上迄今尚无有效的疟疾疫苗出现,致使对疟疾的控制成为世界性的大难题之一。 对疟疾的防治是多种多样的,可以针对不同的发育阶段和传播环节采取不同的措施。目前公认最有发展前景的策略包括:1)能够有效抑制疟原虫的某一特殊生命过程的药物;2)具有预防及治疗作用的疫苗。 恶性疟原虫Pfdyn是本实验筛选出的新虫源基因,前期工作证明对疟原虫的生存至关重要。为了更深入地了解其功能,本文在原核系统中表达了Pfdyn基因的不同结构域,着重观察了编码蛋白中特异性的C末端区的功能。免疫新西兰大白兔后获得抗原特异性的抗体,对恶性疟红内期不同发育阶段的表达进行检测,发现Pfdyn仅在红内期的裂殖体成熟期表达。对不同流行区恶性疟原虫分离株Pfdyn部分内含子及外显子测序,结果表明外显子编码区高度保守,仅有部分点突变,内含子有部分片断缺失或移码突变。 根据同源性分析提示,本文又从鼠疟约氏疟原虫的cDNA克隆到全长的Pydyn基因,蛋白序列比较证明与恶性疟原虫Pfdyn蛋白有75%的同源性。IFA结果表明Pydyn在红内期、蚊胃期及唾液腺子孢子期均有表达。网上数据显示Pfdyn在配子体期也有转录。提示Pfdyn在疟原虫生活周期的多个阶段都发挥作用,在不同的种属之间具有保守性。 通过对疟原虫基因组数据分析,又找到另一个属于动力素家族的恶性疟原虫基因,Pfdyn2,与Pfdyn蛋白有38%的同源性。利用PCR从3D7,D10基因组中获得DNA,但在其它恶性疟原虫中没有扩增到相应DNA。对Pfdyn2基因分子生物学特性的研究表明它在基因组中仅有一个拷贝,但是用Northern Blotting和RT-PCR技术都没有在恶性疟红内期检测到其mRNA。进一步利用最新发表的cDNA microarray及质谱分析数据,也没有查询到Pfdyn2在红内期的表达,因此判断恶性疟原虫红内期不存在Pfdyn2蛋白。提示它或者是假基因,或者在其它期表达,承担其它的转运功能。这个结果也提示恶性疟原虫Pfdyn基因在红内期单独承担着在高等生物中应由多个动力素家族成员分别承担的复杂功能。


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