Malarija, bolest izazvana eukariotskim mikrobom iz roda Plasmodium, ostaje jedan od najopasnijih parazitskih bolesti širom sveta, odgovorna za više smrtnih slučajeva nego bilo koja druga parazitska bolest zajedno. Novo istraživanje na Univerzitetu u Stokholmu donosi značajne uvide u genetske mehanizme koji kontrolišu seksualnu diferencijaciju ovog parazita, što je ključno za njegov prenos na vektore komaraca.
Studija, objavljena u časopisu Nature Communications, koristi genomske alate visoke rezolucije za mapiranje globalnog repertoara gena uključenih u razvoj muških i ženskih gametocita, seksualnih faza parazita koje omogućavaju njegov prenos sa ljudskog domaćina na komarce. Za razliku od primarnog određivanja pola kod sisara, koje se odvija na nivou hromozoma, uzročnici malarije još uvek nisu u potpunosti razumeli šta pokreće formiranje muških i ženskih gametocita kod Plasmodium parazita.
„Kombinovali smo najsavremeniju jednoćelijsku genomiku sa novim računarskim pristupom da definišemo ekspresiju ključnih genetskih regulatora duž razvojne putanje muških i ženskih gametocita“, kaže Johan Ankarklev, vanredni profesor na odseku za Molecular Biosciences, Institut Venner Gren, i viši autor studije.
Istraživanje je otkrilo da je porodica transkripcionih faktora ApiAP2 ključna u regulaciji gena tokom diferencijacije gametocita. Ovi faktori igraju presudnu ulogu u određivanju sudbine seksualnih ćelija, omogućavajući parazitu da se efikasno prenese na komarce. Pored toga, istraživači su identifikovali veliki broj novih kandidata gena koji mogu biti uključeni u određivanje muškog ili ženskog pola gametocita, a koji se trenutno dalje istražuju korišćenjem CRISPR tehnologije.
„Naši podaci visoke rezolucije omogućili su nam da povežemo ekspresiju ovih gena sa seksualnom sudbinom gametocita, što je od suštinskog značaja za razumevanje mehanizama prenosa malarije“, dodaje Ankarklev.
Studija je sprovedena u saradnji sa dr. Johanom Henrikssonom na MIMS—Umea univerzitetu i mikrobiološkim postrojenjem za jednoćelijsku genomiku u SciLifeLab-u. Rezultati istraživanja doprinose dubljem razumevanju genetike koja stoji iza prenosa malarije i otvaraju nove mogućnosti za razvoj strategija za kontrolu bolesti.
„Ocrtavanjem molekularnih mehanizama razvoja gametocita, možemo ciljati na ove puteve da razvijemo efikasne strategije za blokiranje prenosa, što je vitalno za napore iskorenjivanja malarije“, navodi Alekis Dziedziech, prethodni postdok u AnkarklevLab i koautor studije.
Profilisanje transkriptoma jedne ćelije omogućava brzo snimanje velikog broja gena eksprimiranih u pojedinačnim ćelijama, što je ključno za mapiranje genetskih puteva i razvojnih bifurkacija. Kombinovanjem alata poput Pseudotimea i RNA Velociti, istraživači su uspeli da analiziraju nekoliko hiljada ćelija duž razgranate pseudo-vremenske ose, identifikujući mnoge nove gene pokretače koji igraju ulogu u određivanju seksualne sudbine gametocita.
Ovaj napredak u biologiji faza prenosa malarije predstavlja značajan korak ka razvoju novih metoda za suzbijanje širenja bolesti, koja i dalje predstavlja veliki zdravstveni izazov u mnogim delovima sveta. Razumevanje genetskih mehanizama koji kontrolišu seksualnu diferencijaciju Plasmodium parazita omogućava ciljane intervencije koje mogu efektivno prekinuti lanac prenosa malarije, doprinoseći globalnim naporima za iskorenjivanje ove smrtonosne bolesti.
