基于多 RNA-seq 数据构建 Trypanosoma cruzi 转录组基准图谱并解析发育阶段分子适应机制

《Parasites & Vectors》：Stage-specific transcriptomic signatures in Trypanosoma cruzi are largely conserved across genetic diversity

摘要

背景

动质体寄生虫Trypanosoma cruzi是查加斯病的致病因子。在该基因异质性物种中，已识别出七个不同的分型单元（DTUs）。在其生命周期中，T. cruzi会采取不同的发育形态，以适应在锥蝽或哺乳动物宿主体内的感染，这些形态包括前鞭毛体、后周期型鞭毛体（MT）、无鞭毛体以及血液型鞭毛体（后者在体外通过组培衍生的鞭毛体[TCTs]来代表）。

方法

本文分析了86个公开可用的RNA-seq库的数据，以探讨这四个主要发育阶段的全球转录谱，包括来自多个菌株和DTUs（TcI、TcII、TcVI）的数据。

结果

我们的研究结果揭示了与每个发育阶段相关的保守转录程序，即使在不同寄生虫谱系中也存在共同特征。例如，前鞭毛体表现出增加的蛋白质合成和能量代谢；在TCT向细胞内无鞭毛体转变的过渡阶段也观察到了这一现象。从TCT到前鞭毛体，我们鉴定出一组共244个差异表达的直系同源基因群，表明这两种寄生虫形态具有共同的复制机制。此外，向无鞭毛体形态的转化涉及与代谢、蛋白质合成和DNA修复相关的直系同源基因群的过度表达，而向TCT形态的转化则涉及运动性和信号传导等功能的激活，以及表面蛋白（如黏蛋白和转唾液酸酶）的过度表达。然而，在负责将感染从媒介传播到哺乳动物宿主的MT形态中，转录特征受到菌株的强烈影响，这可能表明了其对宿主的适应。此外，不同的体外诱导后周期形成的方法会在寄生虫中引发不同的转录程序，目前尚无法确定最能反映体内MT特性的模型。

结论

我们的研究结果为T. cruzi的基因表达动态提供了关键见解，突出了与生命周期阶段、菌株和实验条件相关的分子适应机制。此外，这项工作还让我们能够定义T. cruzi转录组的基准标准图谱，为未来的转录组研究提供了参考资源。

图形摘要