Die 3D-Struktur für die Malaria-Parasiten -Genom könnte dazu beitragen, neue Anti-Malaria- Strategien

Ein Forscherteam um ein Zellbiologe an der University of California , Riverside ist ein 3D-Modell des menschlichen erzeugt Malaria Parasiten Genoms in drei verschiedenen Phasen im Lebenszyklus des Parasiten - das erste Mal, 3D-Architektur hat während des Fortschreitens des Lebenszyklus eines Parasiten erzeugt.

Der Parasit , der Malaria verursacht beim Menschen ist Plasmodium falciparum . Die weibliche Anopheles-Mücke überträgt P. falciparum von einem infizierten Menschen zu gesunden Personen , die Verbreitung von Malaria in den Prozess. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation wurden schätzungsweise 207 Millionen Menschen mit Malaria im Jahr 2012 infiziert , was zu 627.000 Todesfällen.

" Das Verständnis der räumlichen Organisation der Chromosomen ist wichtig, die Regulation der Genexpression in einer eukaryotischen Zelle zu verstehen ", sagte Karine Le Roch , ein Associate Professor für Zellbiologie und Neurowissenschaften , Der die Studie leitete .

Ihr Forschungsteamfand auch, dass die Gene , die brauchen, um hoch in den Malaria-Parasiten ausgedrückt werden - beispielsweise Gene in Translation beteiligt - dazu neigen, sich in der Umgebung des Zellkerns Cluster , während Gene, müssen dicht drückt werden - zum Beispiel , Gene in Virulenz - werden an anderer Stelle in der 3D-Struktur in einem gefunden " Repression Zentrum . " Die 3D-Struktur für die Malaria-Parasiten Genoms ergab eine Haupt Repression Zentrum .

Virulenzgene in der Malaria-Parasiten sind eine große Familie von Genen, die für das Überleben des Parasiten im Inneren Menschen verantwortlich sind. Le Roch Team fand , dass diese Gene , die alle in eine Repression Zentrum in einer deutlichen Bereich im Zellkern organisiert , scheint die vollständige Genomorganisation des Parasiten zu fahren.

Die Ergebnisse der Studie erschien online im Genome Research , einem internationalen , peer-reviewed journal , die hervorragende ursprüngliche Forschung bietet neue Einblicke in das Genom Biologie aller Organismen verfügt . Die Forschungsarbeit wird in gedruckter Form in der Juni- Ausgabe der Zeitschrift erscheinen .

"Wir alle physikalischen Interaktionen zwischen genetischer Elemente in den Parasiten Kern erfolgreich zugeordnet ", sagte Le Roch . " Um dies zu tun , haben wir eine" Chromosom Konformation Capture-Methode ", gefolgt von Hochdurchsatz -Sequenzierung Technologie - . Eine kürzlich entwickelte Methode , um die Organisation der Chromosomen in den natürlichen Zustand der Zelle analysieren wir dann die Karten für alle physikalischen Wechselwirkungen zu erzeugen eines 3D-Modells des Genoms für jede Phase des Lebenszyklus des Parasiten untersucht. "


Dieses Bild zeigt 3-D -Modellierung des menschlichen Malariaparasiten Genom an eine der Stufen des Lebenszyklus . Jede Farbe steht für eine der 14 Chromosomen des Parasiten Genoms ( zeigt Gene bekannt, in der Virulenz beteiligt sein ) die Ausnahme ist lila .
Credit: Le Roch Lab , University of California Riverside

Die Biologie des Organismus oder einem Zelltyp zu verstehen, um nicht nur die Informationen in der Genomsequenz kodiert, sondern auch, wie die Sequenz, verdichtet und physisch in jeder Zelle / Gewebe organisiert, wie Veränderungen in der 3D -Genom Architektur zu verstehen, müssen Wissenschaftler spielen eine entscheidende Rolle bei der Regulierung der Genexpression , Chromosom Morphogenese und Genomstabilität . In menschlichen Zellen können Änderungen der Chromosomenorganisationund Verdichtung zu Krankheiten wie Krebs führen .

"Wenn wir verstehen, wie die Malaria-Parasiten -Genom im Zellkern und dem Komponenten steuern diese Organisation organisiert , können wir in der Lage, diese Architektur unterbrechen und stören auch die Parasitenentwicklung sein", sagte Le Roch . "Wir wissen, dass das Genom Architektur ist kritisch bei der Regulierung der Genexpression und , noch wichtiger, in regulierenden Genen , die für die Virulenz Parasiten sind . Wir können nun genauer Suchen Komponenten oder Medikamente, die diese Organisation stören können , hilft bei der Identifizierung von neuen Anti-Malaria- Strategien . "

Le Roch Labor ist nun suchen Sie in anderen Phasen des Lebenszyklus der Malaria , um Komponenten für die 3D- Genom -Architektur verantwortlich sind .

" Die Bedeutung der Genom -Architektur wurde zunächst als kritisch für nur höheren Eukaryonten zu sein ", erklärte sie . " Aber wir fanden zu unserer Überraschung , dass das Genom Architektur ist eng mit selbst im Falle des Malariaparasiten Virulenz verbunden."