Man dachte, Sie seien asexuell, Einzellige Parasiten, caught in the act: die Untersuchung von Leishmania-Parasiten‘ Nachkommen könnte führen zu verbesserte Behandlung für tödliche Infektionen

Man dachte, Sie seien asexuell, Einzellige Parasiten, caught in the act: die Untersuchung von Leishmania-Parasiten' Nachkommen könnte führen zu verbesserte Behandlung für tödliche Infektionen

Auch Einzellige Organismen Wunsch-Partner jedes jetzt und dann.

Leishmania — Einzellige Parasiten, die Ursache von Infektionen der Haut und der inneren Organe — sind seit langem bekannt, vermehren sich ungeschlechtlich, wie Bakterien. Aber gelegentlich haben Forscher gefunden, hybrid-Parasiten, die tragen das genetische material von mehr als einem Stamm-oder sogar mehr als eine Spezies von Leishmania, was darauf hindeutet, dass eine Art genetische Vermischung Los ist.

Nun, Forscher an der Washington University School of Medicine in St. Louis und die Nationalen Institute der Gesundheit (NIH) haben festgestellt, dass der hybrid-Leishmania-Parasiten können Paaren sich mit einander fruchtbare Nachkommen tragen die Gene von beiden Eltern-Zeichen einer wahren sexuellen reproduktiven Zyklus. Die Forscher hoffen darauf, Ihre genetische Vermischung als ein tool zum Auffinden von Genen, die an der Virulenz in Leishmanial Krankheit.

„Was wir wissen wollen ist, warum eine Sorte bewirkt eine milde form der Krankheit und anderen Ursachen einer tödlichen form, oder, wie die Parasiten entgehen der Immunantwort“, sagte co-senior-Autor Stephen Beverley, PhD, ein professor der molekularen Mikrobiologie an der School of Medicine. „Durch die Erzeugung von Nachkommen mit unterschiedlichen Eigenschaften, können wir identifizieren die Gene, die die Ursache der schweren Krankheit oder die Immunabwehr. Das könnte ein Schritt in Richtung bessere Behandlung oder Prävention.“

Die Ergebnisse werden online in PLOS-Genetik.

Mehr als 1 million Menschen in tropischen Ländern-Vertrag Leishmania jedes Jahr durch die Bisse von infizierten Sandmücken. Die meisten Menschen entwickeln zu entstellen-aber nicht lebensbedrohlich — Hautveränderungen an den Standorten der beißt. Aber wenn der Parasit breitet sich auf die inneren Organe, verursacht es eine Krankheit, bekannt als viszerale Leishmaniose, die tötet mehr als 30.000 Menschen jedes Jahr.

Beverley und Kollegen, darunter der langjährige Kollaborateur und co-senior-Autor David Sacks, PhD, der Chef des intrazellulären Parasiten Abteilung Biologie am Nationalen Institut der Allergie und Infektionskrankheiten am NIH, entdeckt Hinweise, die Sie in 2009, dass die Parasiten könnten, Paaren sich und produzieren hybrid-Nachkommen, trug eine Mischung der Gene von beiden Eltern.

Die Existenz des Hybriden allein ist nicht der Beweis einer wahren sexuellen Zyklus. Missouri mule, zum Beispiel ein hybrid aus Esel und ein Pferd ist stark und kräftig, aber steril. Wissenschaftler müssen in der Lage sein, zu studieren, eine zweite generation zu identifizieren, die Gene, die die Krankheit verursachen, oder sich mit einer person, die die Reaktion des Immunsystems. Um herauszufinden, ob die hybrid-Parasiten waren fruchtbar, co-senior-Autor Säcke, Beverley und Kollegen, darunter co-erstautoren Ehud Inbar, PhD, ein ehemaliger research fellow am NIH, und Jahangheer Shaik, PhD, ein Bioinformatik-Spezialist am NIH, analysiert die Vererbung Muster der Paarungen mit hybrid-Nachkommen.

Da Parasiten mate nur in ein sand-fly ‚ s gut, schufen die Forscher die hybrid-Nachkommen durch die Fütterung der sand fliegt einem Gemisch von zwei Leishmania-Stämme. Menschen in der Regel tragen genau zwei Kopien von jedem der 23 Chromosomen, aber die Anzahl der Kopien von Leishmania-Chromosomen variieren kann. In der Regel, die meisten Ihrer Chromosomen zu finden sind paarweise, aber ein paar Chromosomen vorhanden sein können, in drei oder mehr Kopien. In früheren arbeiten fanden die Forscher, dass die hybrid-Nachkommen Erben zwei Kopien von den meisten Chromosomen, eine von jedem Elternteil. Aber wenn Ihre Eltern trugen Sie die extra-Kopien eines bestimmten Chromosoms, die hybrid-Parasiten könnten die Erben die Dritte, vierte oder sogar fünfte Kopie.

Um zu testen, ob die hybrid-Parasiten waren fruchtbar, die Forscher zugeführt, der sand fliegt einem hybrid-Parasit gemischt mit entweder einer seiner elterlichen Stämme, oder eine äußere Belastung. Sie fanden heraus, dass die hybrid-Parasiten produziert Ihre eigenen Nachkommen und die Nachkommen in der Regel vererbt, ein Chromosom von jedem Elternteil, wie erwartet, für die wahre sexuelle Reproduktion. Die Nachkommen‘ Chromosomen zeigte auch die umfangreiche Beschilderung der genetischen Rekombination-das bedeutet, dass bits von DNA von einem Elternteil das Chromosom hatte gewechselt wurde mit DNA-Stückchen von dem anderen Elternteil das Chromosom-ein weiterer marker für die wahre sexuelle Reproduktion.

Durch die Untersuchung der hybrid-Parasiten und Ihre rekombinierte Nachkommen, der Forscher wird in der Lage sein Karte die Lage auf den Chromosomen von Genen, die bei der Entstehung von Krankheit und Widerstand gegen die Immunantwort. Eine solche genetische Karte wird helfen, die Bemühungen zu verstehen, warum manche Stämme verursachen schlimmer Krankheit als andere, und wie zur Verbesserung der Immunantwort auf den Parasiten.

„Die gute Nachricht ist, wir erzeugten Nachkommen mit neuen genetischen Kombinationen, die perfekt für unsere Zwecke,“ Beverley sagte. „Die weniger gute Nachricht ist, wir könnten nur erhalten, eine Handvoll, die waren genug, um festzustellen, Ihre Fruchtbarkeit, aber nicht ganz genug, um eine hochauflösende Karte von Virulenz-Gene.“

Die Forscher versuchen nun herauszufinden, warum hybrid-Parasiten, so selten gelingt es bei der Paarung.

„Wenn du bist eine Mikrobe und Sie haben eine gewinnende genetische Kombination, die Ihnen erlaubt, um zu gedeihen, Sie zu reproduzieren ungeschlechtlich die meisten der Zeit, denn warum etwas gutes ändern?“ Beverley sagte. „Aber auch so, möchten Sie vielleicht die Dinge zu mischen ein wenig von Zeit zu Zeit, nur um zu sehen, wenn Sie eine neue genetische Kombination kann sogar noch erfolgreicher. Also Mikroben haben Mechanismen zur Regierungsumbildung eigene genetische material über die sexuelle Fortpflanzung, aber auch Mechanismen um zu verhindern, dass zu viel neu gemischt, so dass Sie pflegen können, gewinnen genetische Kombinationen und Begrenzung der Inzucht. Wenn wir herausfinden können, was es ist, ist die Begrenzung der Paarung unserer experimentellen hybrid-Parasiten, werden wir wahrscheinlich entdecken, etwas neues über die Biologie der Reproduktion. Noch besser ist, können wir drehen, um unsere eigenen Zwecke und erfahren Sie, wie die super-fruchtbare hybride Parasiten. Und dann können wir benutzen, um herauszufinden, was wir brauchen, um zu wissen, wie Sie Krankheiten verursachen.“