疟疾蛋白作用机制破译

　　

生物通报道：在诱发疟疾的寄生虫Plasmodium falciparum入侵的头24小时，红细胞变形能力和挤入微小血管的能力丧失。现在，由一位MIT教授率领的研究小组揭开了红细胞丧失这种能力之谜。相关成果刊登于5月21日《PNAS》在线版。

研究人员敲除编码寄生虫蛋白RESA（ring-infected erythrocyte surface antigen）的基因，发现这种蛋白从寄生虫转移到细胞内部分子网络，引起红细胞变形能力减弱。文章高级作者Subra Suresh说，这是首次证明某种蛋白对红细胞的变形能力有如此大影响。

Suresh多年来致力于研究红细胞力学以及疟疾对红细胞的影响。当疟疾寄生虫Plasmodium falciparum感染红细胞时，红细胞丧失变形能力，最终聚集在一起。RESA蛋白长期以来被认为与这种过程的早期阶段有关。寄生虫在疟疾的第一阶段（环状体时期）产生RESA，然后将RESA转移到细胞表面。

实验过程中，研究人员克隆寄生虫，然后敲除编码RESA的基因，并用“光学镊子”（利用激光伸展细胞膜）测量红细胞的变形性，结果发现感染无RESA的寄生虫的红细胞，在感染的头24小时中，变形能力正常。对于其它RESA恢复的寄生虫感染，红细胞变形能力受到影响，效果如同RESA从未被敲除过的寄生虫一样。Suresh说：“变形能力成倍变化令人震惊。”

因为疟疾患者经常经历高烧，研究人员在高烧温度（约41摄氏度）进行实验，结果与正常体温（37摄氏度）相比，RESA在高烧温度对变形能力的影响更大。

研究人员认为当RESA转移到细胞膜后，与细胞骨架结合。在今年早期发表的一篇文章中，Suresh等证明健康红细胞变形能力依赖于细胞骨架网络的结构（mit.edu/newsoffice/2007/blood.html）。当蛋白网络中的键断裂，细胞骨架出现裂缝，使得细胞的流动性增强，挤入狭窄通道。当RESA与网络结合，妨碍蛋白分离及互相间成键的能力，变形能力下降。在一项尚未发表的平行研究中，纽约血液中心研究人员鉴别出红细胞骨架上RESA结合的特定位点。

研究人员打算下一步研究疟疾寄生虫在感染的后期阶段产生的蛋白的效果，并观察RESA蛋白在其它疟疾寄生虫，如致命性比P. falciparum小的Plasmodium vivax中有何作用。

研究花絮：
MIT与Pasteur研究所合作，纯属偶然。几年前，在巴黎一家拥挤的自助餐厅，Suresh遇到一位Pasteur研究所的同行，该同行将Suresh引荐给Pasteur研究所研究疟疾的研究人员，其中就包括微生物学家Monica Diez-Silva（现在是一名MIT和GEM4博士后，该PNAS文章第一作者）。经过这次短暂会晤，Suresh启动了一项名为GEM4(Global Enterprise for MicroMechanics and Molecular Medicine)的活动,将来自MIT、Pasteur研究所和新加坡国立大学等单位的研究人员联系起来。今年，GEM4将举办第二暑期学校，帮助研究人员互相沟通。GEM4活动主要受到美国国家科学基金会等公共机构的资助。（生物通 小粥）