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arranjar em seqüência do Único-genoma revela a genética e a evolução do parasita de malária

Compreender como os parasita de malária evoluem depois que um ser humano é mordido por um mosquito contaminado é muito difícil. Pode haver biliões de parasita individuais na circulação sanguínea de um paciente e as técnicas arranjando em seqüência genéticas tradicionais não podem identificar a matéria prima para a evolução: mutações novas.

Se você quer compreender se os parasita estão relacionados entre si, se são todos de um mosquito ou mordidas de mosquito múltiplas, e que mutações novas estão emergindo em uma infecção, a seguir você tem que a trazer para tragar ao nível individual do genoma.”

Ian Cheeseman, Ph.D., professor adjunto e Co-Chumbo do programa das interacções do Anfitrião-Micróbio patogénico no instituto de investigação do Biomedical de Texas

Os agradecimentos a uma combinação de técnicas avançadas, de Cheeseman e de seus colaboradores podem agora arranjar em seqüência os genomas dos parasita individuais encontrados no sangue de pacientes contaminados. Notàvel, podem agora fazer este mesmo quando a carga da infecção é muito baixa, que pode ocorrer durante infecções assintomáticas. Descrevem sua aproximação este mês no anfitrião & no micróbio da pilha do jornal. Ganhando esta ideia incredibly detalhada da genética e da evolução do parasita de malária é esperado dar pesquisadores e empresas farmacêuticas munição para desenvolver uns tratamentos mais eficazes, umas vacinas ou umas terapias.

A malária contamina mais de 200 milhões de pessoas um o ano, matando mais de 400.000 em 2019 - mais dele jovens crianças. Das cinco espécies do parasita de malária que contaminam seres humanos, dois são os mais difundidos: Falciparum do Plasmodium, que é o mais mortal; e vivax do Plasmodium, que é a causa principal de infecções de retorno da malária porque pode se encontrar dormente no fígado e reemirjir mais tarde.

“Nós éramos realmente entusiasmado compreender como esta fase dormente do fígado pôde impactar a variação e a evolução genéticas em uma infecção do vivax do P.,” dizemos o co-primeiro autor diâmetro de papel de Aliou, Ph.D., um pesquisador pos-doctoral no laboratório de Cheeseman que está agora na Faculdade de Medicina da Universidade de Maryland.

O desafio é que quando o vivax do P. emerge, contamina somente glóbulos vermelhos muito novos, assim que os parasita são raros no sangue. Analisar tais baixos níveis de infecção é o equivalente da microbiologia de encontrar uma agulha em um monte de feno.

Os cientistas começam com glóbulos vermelhos, que se tornam ligeira magnéticos quando contaminados com parasita de malária. Usaram um ímã potente para separar os glóbulos vermelhos contaminados das pilhas uninfected. As pilhas contaminadas foram executadas então através de uma máquina chamada um cytometer do fluxo, que usasse um laser e umas etiquetas fluorescentes para detectar se há certamente um presente do ADN do parasita. As pilhas com ADN do parasita são caídas com ruído surdo um por um em poços do teste e corrida através de uma máquina arranjando em seqüência genética para descodificar finalmente cada genoma individual do parasita.

Único arranjar em seqüência da pilha permite os cientistas de comparar precisamente genomas individuais a um outros do parasita para determinar como relacionado são entre si. Podem igualmente realmente escavar para baixo e localizar únicas diferenças no código genético - diga que um A está mudado a um T - para ver o que aconteceu desde o parasita contaminado isso paciente.

“Nós esperaríamos estas novos mutações ser dispersados aleatòria durante todo o genoma,” Cheeseman diz. “Pelo contrário, nós encontramos que estão visando frequentemente uma família do gene essa transcrição dos controles na malária.”

Mas aquela não é a única coisa notável sobre os resultados. O que excita realmente Cheeseman é que quando a equipe comparou a única pilha que arranja em seqüência dados para o vivax do P. e o falciparum do P., a mesma família do gene da transcrição conteve a maioria de mutações novas para ambas as espécies.

“Nós temos duas espécies diferentes de malária de duas porções diferentes do mundo, Tailândia e Malawi,” diz. “Quando nós vemos a mesma coisa acontecer independente na espécie diferente, este é um exemplo da evolução convergente.”

Ou seja os processos similares puderam dar forma a testes padrões similares da mutação em ambas as espécies, mesmo que seu último antepassado comum fosse milhões de anos há.

A equipe não sabe ainda que impacto as mutações têm no parasita e em sua capacidade para persistir e causar dano em anfitriões humanos. As mutações podem ser críticas para a sobrevivência, ou a algo como a resistência de droga, ou podem revelar aqueles genes são sem importância.

“Nós não conhecemos o que estas mutações estão fazendo,” Cheeseman dizemos. “Mas o facto de que estão visando o que é visto para ser uma parte razoavelmente fundamental do ciclo de vida do parasita é interessante e digno de muita continuação.”

Source:
Journal reference:

Dia, A., et al. (2021) Single-genome sequencing reveals within-host evolution of human malaria parasites. Cell Host & Microbe. doi.org/10.1016/j.chom.2021.08.009.