弓形虫病是世界上最普遍的人畜共患病之一,是由寄生虫弓形虫引起的传染病。虽然猫是最终宿主,但寄生虫可以感染任何温血动物,包括人类。在调查病原体如何设法感染如此广泛的宿主时,由LMU实验寄生虫学主席MarkusMeissner教授领导的团队确定了一种中心蛋白复合物。

弓形虫病具有分子万能钥匙的病原体

弓形虫属于称为顶复门的单细胞寄生虫门。与弓形虫相反,该组中的大多数物种仅限于特定宿主和细胞类型。例如,疟疾病原体疟原虫具有很强的物种特异性,只能感染肝细胞和红细胞。在科学家看来,弓形虫广泛的宿主范围表明该寄生虫可以识别宿主细胞的多种结构,从而激活中央入侵复合体。

“我们的假设是,这种入侵复合体是高度保守的,并且存在于弓形虫和疟原虫中,”该研究的第一作者MirkoSinger博士说。“为了研究不同宿主特异性的入侵机制和可能原因,我们比较了弓形虫和疟原虫入侵宿主所涉及的因素。”

两种变体的相互作用

在他们对入侵因素的分析中,研究人员专注于一个巨大的半胱氨酸重复模块蛋白(CRMP)家族,这些蛋白已被怀疑在入侵中发挥作用。疟原虫拥有其中四种蛋白质,而弓形虫只有两种。通过各种实验,科学家们设法证明存在两种成对相互作用的CRMP变体——在每种情况下,变体A都与变体B相互作用。

整个复合体在弓形虫体内组装,然后移动到寄生虫的表面,在那里它开始入侵宿主细胞。如果其中一个伙伴被移除,寄生虫就无法穿透它的宿主细胞——因此该复合体充当了访问宿主的中央“万能钥匙”。

此外,科学家们在弓形虫中发现了另外两种小辅助蛋白,每一种都与其中一种变体特异性结合。“如果没有这些帮手,弓形虫就更难侵入细胞,”迈斯纳说。“有趣的是,它们在疟原虫中不存在,这可以解释弓形虫更广泛的宿主范围。”

研究结果发表在PLOSBiology杂志上。