研究人员利用“扩展显微镜”技术发现疟疾寄生虫细胞骨架秘密

发表于 4年以前 | 总阅读数：541 次

这种寄生虫需要两个宿主--蚊子和人类--来完成它的生命周期，并且在它生命周期的每个阶段都会经历不同的形式。从一种形式过渡到另一种形式涉及到细胞骨架的大规模重组。来自UNIGE的两个研究小组对疟原虫的细胞骨架组织有了新的认识。

他们的研究发表在《PLOS Biology》上，其论文以以前所未有的规模详细地描述了寄生虫骨骼的组织结构并使用了一种最近开发的名为“扩展显微镜”的技术。据了解，细胞在成像前被“膨胀”能以纳米尺度提供更多的结构细节。这项研究发现了一种被称为“圆锥状”的细胞器的痕迹，尽管这种细胞器在近缘寄生虫的宿主入侵中起着至关重要的作用，但研究人员认为这种细胞器在该物种中是不存在的。

细胞骨架是一种由包括肌动蛋白和微管蛋白在内的几种类型的纤维组成的网络。它赋予细胞刚性、允许细胞器和细胞内分子的附着或运动及细胞变形。当寄生虫在不同发育阶段之间过渡时，它的细胞骨架会经历反复的、剧烈的重组。尤其是疟原虫需要一个非常特殊的细胞骨架来移动和穿透宿主细胞的膜屏障，这两个过程是导致疟疾的寄生虫发病机制的核心。

“由于疟原虫非常小--比人类细胞小50倍--观察它的细胞骨架是一个技术挑战！”该研究的论文第一作者、UNIGE研究员Eloïse Bertiaux这样说道。

研究人员在动合子阶段观察到这种寄生虫，据悉，这种形式负责入侵蚊子的中肠--这是疟疾传播的关键步骤。在寄生虫的顶端可以看到一个由微管蛋白组成的结构。这种结构类似于圆锥体，一种参与宿主细胞入侵的细胞器，其在相关的根尖复合体寄生虫中。“然而，在疟原虫中观察到的结构似乎跟广泛描述的弓形虫圆锥形体有所不同且有减少。我们仍需要确定这个残留的锥形体对于疟原虫的宿主细胞入侵是否也非常重要，”UNIGE医学院微生物学和分子医学系教授Mathieu Brochet指出。

不过这一残留锥形体的发现凸显了放大显微镜的威力，它可以在纳米尺度下观察细胞骨架结构而不需要专门的显微镜。该方法可以跟电子显微镜和超分辨率显微镜相结合，然后在现有的结构信息上增加分子细节进而为进一步深入研究细胞骨架及其分子结构铺平道路。这样，研究人员将可以更好地了解疟原虫是如何入侵其宿主细胞的。