2024-05-16 09:03 来源:本站编辑
锥虫是一种单细胞寄生虫,可引起人类昏睡病和牛的类似疾病,对人类和经济造成巨大损失。这种寄生虫主要在非洲农村地区发现,通过采采蝇传播给人类或牛。目前还没有针对这种疾病的疫苗,由于寄生虫对现有药物的耐药性,目前的治疗方法既困难又无效。
巴伊兰大学古德曼生命科学学院的Shulamit Michaeli教授最近在《自然通讯》杂志上发表了一项先进的研究,为对抗这种疾病提供了一种新的策略。这项研究是与诺贝尔奖得主、魏茨曼科学研究所的Ada Yonath教授小组的科学家合作进行的。Ada Yonath教授是世界知名的核糖体空间结构专家。
这种新方法是基于破坏锥虫的核糖体。核糖体在所有活细胞中都起着生产蛋白质的工厂的作用,它由很长的RNA链和许多不同的蛋白质组成。破坏寄生虫体内蛋白质的产生会导致其生长延迟,从而导致其死亡。
在寄生虫核糖体的RNA中,有几十种化学变化(修饰),这些变化是由在产生核糖体的细胞核区域发现的小RNA分子产生的。其中一种被称为假尿嘧啶的修饰可以稳定RNA分子,包括核糖体RNA。也就是说,即使没有一种特定的假尿嘧啶,寄生虫也不能繁殖,不能在感染了它的人或动物身上引起疾病。有趣的是,假尿嘧啶在冠状病毒疫苗所含的人工编码RNA的组成中起着核心作用。
Michaeli教授小组的研究人员表明,从寄生虫的核糖体中删除一个假尿嘧啶会导致核糖体中结构蛋白的丢失,从而损害其产生几种特定蛋白质的能力,并抑制其生长。这项研究的结果表明,未来将有可能设计出基于rna的药物,专门破坏寄生虫的核糖体(而不是人类或牛宿主的核糖体),从而阻止其生长和疾病的发展。未来的药物将旨在破坏核糖体上必需假尿嘧啶所在的特定部位。
该研究的另一项创新与假尿嘧啶在处理两种宿主(体温为260℃的采采蝇和体温为370℃的人类宿主)之间非常不同的生长温度方面的作用有关。化学修饰使核糖体在高温下稳定下来,并使其在从苍蝇传播到人类的过程中能够在110摄氏度的差异下发挥作用。这组修饰在传播过程中发生了变化,这就是寄生虫的核糖体在两个不同宿主中发挥作用的原因。对这些修饰的破坏使寄生虫的核糖体无法在采采蝇和人体之间的热差异中存活。
假尿嘧啶的缺失既剥夺了寄生虫的发育能力,也剥夺了寄生虫从苍蝇身体传播到哺乳动物身体时的生存能力。这些发现为开发一种药物奠定了基础,这种药物可以解决由锥虫寄生虫和同科寄生虫引起的困难的医疗问题,例如引起耶利哥玫瑰病的利什曼原虫,这种病也出现在以色列。
Michaeli教授说:“这一进展令人兴奋,因为它将核糖体结构的单一修饰作用与其产生新蛋白质的功能联系起来。”
这项研究是由Michaeli教授实验室的前博士生Rajan Shanmugha博士与Yonath教授实验室的高级科学家Anat Bashan博士以及两个实验室的几名学生和研究人员合作进行的。来自东京都大学的Toshiaki Isube教授,Bar-Ilan大学Goodman生命科学学院的Ron Unger教授及其团队,以及Weizmann科学研究所的Schraga Schwartz教授。
这项研究的生化方面的研究是由以色列国家科学基金会资助的