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Echo显微镜助力对疟原虫独特分裂机制的解析

日期: 2021-12-01 10:53:20;

 疟疾是由疟原虫属的单细胞原生动物寄生虫引起的,人类疟疾每年会导致2亿人感染,造成40多万人死亡。真核细胞周期通常分为不同的阶段,核分裂后立即进行胞质分裂。为了确保细胞分裂的正确进行,细胞分裂每个阶段都通过检查点的反馈协调控制分裂进程。但疟原虫有所不同,在恶性疟原虫的无性复制周期中,其经历了多轮不同步的有丝分裂,伴随着未浓缩染色体的分离,随后是具有完整核膜的核分裂。然后,多核细胞经历一轮胞质分裂,产生数十个称为裂殖子的子细胞。

  迄今为止,还没有发现调节疟原虫分裂的细胞周期检查点的分裂模式。由于疟原虫细胞分裂的特殊性,了解疟原虫中驱动和调节分裂过程的分子机制可以帮助揭示治疗疟疾的新靶点。本次推荐的文章《Depletion of the mini-chromosome maintenance complex binding protein allows the progression of cytokinesis despite abnormal karyokinesis during the asexual development of Plasmodium falciparum》找到了一个与疟原虫分裂相关的蛋白复合物,该蛋白的缺失将导致疟原虫细胞分裂异常。

  本文的作者鉴定出了微小染色体维持复合物结合蛋白(MCMBP)的疟原虫同系物(PfMCMBP),它与MCM复合物(基因组DNA复制所需的复制解旋酶)结合。为了研究PfMCMBP在恶性疟原虫无性生命周期中的作用,作者通过同源重组将三份带有去稳定结构域的血凝素表位标签融合到3D7菌株中内源PfMCMBP的羧基末端,产生3D7-PfMCMBP3HADD转基因寄生虫株。即在小分子Shield-1 (Shld1)的存在下,PfMCMBP3HADD蛋白稳定,并且将Shld1在培养基中的含量与PfMCMBP建立联系,量化其在胞内的含量。通过Echo荧光显微镜观察发现PfMCMBP缺失的表型,PfMCMBP缺失可以破坏核形态和寄生虫增殖,但不会阻断DNA复制。PfMCMBP缺失促进了MTOCs的形成,MTOCs具有延伸的纺锤体微管,这些微管附着在空间分离的DNA簇中的染色体上。

  PfMCMBP缺失促进有丝分裂纺锤体微管的形成,延伸到一个以上的DNA焦点,导致异常的中心粒分布。虽然PfMCMBP缺陷使寄生虫无法正常进行核分裂,但其可以完成胞质分裂,形成具有不同细胞和细胞核大小的非整倍体裂殖子。本文表明寄生虫缺乏一个强大的检查点来停止异常核分裂后的胞质分裂。

       

▲ PfMCMBP缺陷寄生虫在整个环期至早期滋养体的核DNA形状

 

Echo正倒置一体显微镜

  Echo正倒置一体显微镜兼具正置和倒置显微镜的功能,方便小巧,一机多能,可以非常便利地通过旋转实现正倒置配置的切换;无传统目镜设计,拥有明场,相衬,荧光,偏光等观察方式,可兼容活细胞观察,病理切片,免疫组化,免疫荧光,荧光原位杂交等。

▲ Echo正倒置一体显微镜

参考文献:

Sajuthi S P , Deford P , Li Y C , et al. Type 2 and interferon inflammation regulate SARS-CoV-2 entry factor expression in the airway epithelium[J]. Nature Communications, 2020, 11(1).DOI:10.1038/s41467-020-18781-2

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