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弓形虫(Toxoplasma gondii)引发的人畜共患弓形虫病危害严重,且人们对其线粒体 Mg2+/Mn2+依赖性蛋白磷酸酶(PPMs)了解甚少。研究人员鉴定出 3 种定位于弓形虫速殖子线粒体基质的 PPMs,发现其存在功能冗余,为防控弓形虫提供新思路。
弓形虫(
Toxoplasma gondii)是一种专性胞内寄生的顶复门原虫,能感染几乎所有温血动物,引发全球性的人畜共患弓形虫病,威胁人类健康,影响畜牧业,造成经济损失。刚地弓形虫独特的线粒体是防控弓形虫病的理想靶细胞器。线粒体中的 Mg
2+/Mn
2+依赖性蛋白磷酸酶(PPMs)在细胞生长、能量代谢和应对环境应激等方面起着关键作用。然而,人们对弓形虫的线粒体 PPMs 了解十分有限。
在这项研究中,科研人员鉴定出了三种 PPMs,分别是TgPPM8(TGGT1_218590)、TgPPM10(TGGT1_254410)和TgPPM19(TGGT1_275840),它们都定位于弓形虫速殖子的线粒体基质中。当其中任一 PPM 编码基因缺失(Δppm8、Δppm10或 Δppm19)时,会抑制弓形虫速殖子的生长,减弱其增殖能力,同时还会使另外两个 PPM 编码基因的信使 RNA(mRNA)水平升高,但这并不会影响弓形虫速殖子在小鼠体内的毒力。而 Δppm8Δppm10或 Δppm8Δppm19双重缺失,会显著抑制弓形虫速殖子在体外的生长,使其增殖速度减缓。由于潜在的突变致死效应,研究中没有获得 Δppm10Δppm19和 Δppm8Δppm10Δppm19缺失虫株。
这些研究结果表明,弓形虫线粒体 PPMs 之间存在功能冗余。这一发现为研究弓形虫线粒体生物学开辟了新方向,也为挖掘具有重要兽医和医学意义的弓形虫防控靶点提供了全新的思路。