袁晶教授課題組在Nature Communications發(fā)表研究論文，揭示瘧原蟲配子發(fā)生起始信號(hào)的調(diào)控機(jī)制。
4月9日，Nature Communications雜志在線發(fā)表了廈門大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院袁晶教授題為“An intracellular membrane protein GEP1 regulates xanthurenic acid induced gametogenesis of malaria parasites”的研究論文。該工作揭示了瘧原蟲通過媒介按蚊傳播過程中的第一步-配子發(fā)生中環(huán)磷酸鳥苷cGMP信號(hào)的激活機(jī)制。
瘧原蟲每年導(dǎo)致數(shù)億人口感染瘧疾和超過45萬(wàn)人死亡。瘧原蟲必須通過雌性按蚊才能在哺乳動(dòng)物間傳播。瘧疾病人被按蚊叮咬吸血后，瘧原蟲進(jìn)入按蚊消化道，啟動(dòng)配子發(fā)生，雌雄配子體分別激活成有受精能力的雌配子和雄配子，這是瘧原蟲按蚊傳播的第一步。從1998年發(fā)現(xiàn)按蚊代謝物-黃尿酸（XA）是配子發(fā)生的激活信號(hào)，到后來(lái)揭示XA激活配子體細(xì)胞內(nèi)cGMP-PKG-Ca2+信號(hào)通路。迄今為止，瘧原蟲如何感受XA和激活cGMP信號(hào)依然未知。
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圖.GEP1/GCα控制瘧原蟲配子發(fā)生中cGMP信號(hào)示意圖
課題組建立了瘧原蟲CRISPR/Cas9方法（mBio，2014，2017；Molecular & Biochemical Parasitology, 2017，2018a，2018b）。之前工作中，課題組揭示了瘧原蟲按蚊傳播中動(dòng)合子運(yùn)動(dòng)的cGMP信號(hào)的調(diào)控機(jī)制（Current Biology，2018）。在本研究中，通過開展配子體膜蛋白編碼基因的基因敲除和表型篩選，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)多跨膜蛋白GEP1。GEP1敲除瘧原蟲可以形成正常雌雄配子體，但是配子激活完全阻斷，不能產(chǎn)生雌雄配子，進(jìn)而失去按蚊感染和傳播能力。機(jī)制上，GEP1位于cGMP信號(hào)上游，結(jié)合cGMP合成酶GCα進(jìn)而維持GCα的基本催化活力。XA刺激能夠促進(jìn)GEP1/GCα互作，迅速增加cGMP的產(chǎn)生，從而起始cGMP/PKG信號(hào)依賴的配子發(fā)生。
該工作由博士畢業(yè)生姜遠(yuǎn)遠(yuǎn)（第一作者）和韋俊（共同第一作者），課題組多位研究生參與，袁晶教授為通訊作者，廈門大學(xué)為第一完成單位。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、廈門大學(xué)校長(zhǎng)基金和學(xué)部學(xué)科發(fā)展項(xiàng)目的資助。
論文PDF全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-15479-3#Sec39
（生命科學(xué)學(xué)院）??
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