《Nature | 隐孢子虫生命周期的转录控制》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-05-30
  • 2024年5月29日,宾夕法尼亚大学的研究人员在 Nature 期刊发表了题为Transcriptional control of the Cryptosporidium life cycle的文章。

    隐孢子虫寄生虫是幼儿腹泻病的主要病原体,也是慢性营养不良的原因和后果。目前还没有疫苗,治疗方法也很有限。寄生虫会感染肠细胞,并在其中进行无性和有性复制,这两种复制对持续感染和传播都至关重要。然而,它们的分子机制在很大程度上仍不清楚。

    该研究利用单细胞 RNA 测序揭示了副隐孢子虫在培养物和感染动物体内整个生命周期的基因表达程序。与流行的模式不同,研究人员发现细胞内只有三个阶段:无性I型子囊虫、雄性配子虫和雌性配子虫。研究人员揭示了在每个阶段组件组装的高度组织化程序。通过剖析潜在的调控网络,研究人员发现转录因子Myb-M是雄性命运的最早决定因素,而这种生物缺乏遗传性别的决定。该因子的条件表达可推翻发育程序并诱导广泛的雄性,而条件缺失则会导致雄性发育夭折。这两种情况都会对感染产生深远影响。现在,大量阶段特异性基因为了解、设计和破坏寄生虫的性别和生命周期进程提供了机会,从而推动了疫苗和治疗方法的开发。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-024-07466-1
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2019-12-05
    • 链霉菌是我们的主要抗生素来源。在其复杂的生长生命周期中(从营养生长到孢子形成的过程中)产生了我们需要的抗生素。 John Innes中心的Mark Buttner教授实验室先前的研究表明,信号分子c-di-GMP与基因活性的主要抑制剂BldD结合,能够控制这些土壤细菌的发育。 c-di-GMP是一类核苷酸第二信使,它是细菌中广泛分布的细胞内信号,负责调节关键的生命过程,包括迁移,毒力和生物膜形成。 在一项新研究中,使用委内瑞斯链霉菌进行的实验表明,c-di-GMP还能够控制生殖菌丝向孢子的分化。它通过介导链霉菌中主要的孢子形成σ因子WhiG和抗σ因子RsiG之间的相互作用来实现。 σ因子是启动转录所需的蛋白质,研究表明,RsiG和c-di-GMP结合并抑制了σWhiG活性,从而阻止了其靶基因的表达以及繁殖菌丝向孢子的转变。 该研究的第一作者Kelley Gallagher博士说:“由于这一发现,现在很清楚,c-di-GMP信号分别通过BldD和σ因子WhiG来控制链霉菌生命周期中向生殖气生菌丝的分化及其向孢子链的分化。在两种情况下,c-di-GMP都起着‘制动’作用。”
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
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    • 尽管最近被全球所流行的COVID-19所掩盖,但人类仍然面临着另外一种疾病的流行,即HIV/AIDS,据联合国艾滋病规划署(UNAIDS)数据显示,目前全球大约有3800万HIV感染者;自HIV从20世纪80年代开始爆发流行以来,很多人死于HIV的感染,在寻找抗病毒疗法的新方法上,来自德国的研究人员近日通过研究开发了一种新技术,其或能分析并影响HIV生命周期的关键阶段,相关研究结果“Short- and long-range interactions in the HIV-1 5’ UTR regulate genome dimerization and packaging”刊登在了国际杂志Nature Structural & Molecular Biology上。 病毒生命周期的关键阶段代表了药物和疗法非常诱人的靶点,因此,进行基础研究来理解和影响基本的分子过程就显得尤为重要,HIV-1突变体的一个显著特征就是其含有两个病毒基因组拷贝,在病毒复制过程中,两个基因组能被一种名为二聚化作用的过程聚集在一起,而该过程也是病毒包装的先决条件,最终就能导致新型感染性病毒颗粒的产生以及完整的病毒复制过程的进行。 这篇研究报告中,研究人员描述了一种能在单核苷酸分辨率下调查HIV-1生命周期的新型技术,这种名为FARS-seq(RNA结构的功能性分析)的方法或能帮助研究人员识别出HIV-1基因组中对于二聚化和病毒包装非常重要的区域。研究者Redmond Smyth教授解释道,二聚化是病毒包装的先决条件,这一点在HIV-1研究中已经讨论了很长时间,然而,其背后的分子机制,目前研究人员并不清楚,本文研究在高分辨率下提供了这些信息,其或许还有望进行靶向性的干预。 本文研究结果表明,HIV-1的基因组会以两种不同的RNA构象存在,其中仅有一种参与到了基因组的包装过程中,在第二种构象中,RNA能停留在宿主细胞中随后会翻译成为新的病毒蛋白,因此,这两种构象就好像一种分子开关,其能指导病毒RNA的命运以及病毒的复制过程。如今,科学家们确定了能调节两种RNA构象之间平衡的序列,本文研究揭示了病毒因子如何与这些区域相结合从而用来靶向作用或干扰病毒的装配。 研究者表示,他们希望能利用这些研究发现开发基于RNA的抗逆转录病毒药物或改进型的基因疗法载体,在接下来的研究中,研究人员想通过更为深入的研究来确定是否这些观察家结果也适用于其它HIV毒株。综上,本文研究结果或许对于HIV-1的生命周期提出了新的见解,同时还对RNA二聚化和包装之间的关联提出了一种机制性的解释。