世界首个细粒棘球绦虫全基因组序列由我国科学家完成

摘 要:

犬包虫病是一种重要的人兽共患寄生虫病,病原是囊型包虫病(Cystic echinococcosis),又称棘球蚴病((hydatid disease),是由细粒棘球绦虫(tapeworm E. granulosus)所引起,对人类具有较强的致病性和致死性,估计每年全球有500万人感染此病。我国多家单位合作完成了包虫病原细粒棘球绦虫全基因组的测序和功能基因解析研究,这也是第一个完成的绦虫全基因组。

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犬包虫病是一种重要的人兽共患寄生虫病,其病原是囊型包虫病(Cystic echinococcosis),又称棘球蚴病((hydatid disease),是由细粒棘球绦虫(tapeworm E. granulosus)所引起,对人类具有较强的致病性和致死性,估计每年全球有500万人感染此病。

细粒棘球绦虫没有肠道、循环系统和呼吸系统。是雌雄同株,产生二倍体卵子。细粒棘球绦虫的另一个显着特点是它能够感染并适应许多哺乳动物并作为其中间宿主,这也是这种疾病在全球传播的原因之一。

由我国国家人类基因组南方研究中心联合新疆医科大学第一附属医院等多家单位,完成了包虫病原细粒棘球绦虫全基因组的测序和功能基因解析研究,这也是第一个完成的绦虫全基因组,该研究发表在国际著名学术期刊《自然》的子刊《自然遗传》(Nature Genetics),相关基因组和功能基因数据同时在国际公共数据库公布。

研究显示,细粒棘球绦虫基因组包含9对染色体,由1.5亿个碱基组成,编码11 329个基因。除了有大量与其他物种同源的基因外,还有1/5的基因为寄生虫特有的基因,这些基因可能是决定细粒棘球绦虫特性的关键因素。

研究从基因组水平解释了寄生虫对宿主依赖和寄生的生物学特性。寄生虫从宿主获取大量营养物质因而丢失了很多与营养代谢相关的基因,如脂肪酸、氨基酸、和胆固醇合成相关的基因。但同时又获得了许多基因,这些基因的产物可以改变宿主的免疫保护反应,分解宿主产生的防御物质,减少宿主对寄生虫的伤害。棘球绦虫一些“无用”基因的丢舍,以及一些生存关键基因的获取是该寄生虫的一大生物学特征,反映了寄生虫对寄生生活的适应性以及与宿主协同进化的特性。

研究揭示,棘球绦虫通过受体可以接受宿主的激素和生长因子信号,形成依赖于宿主激素和生长因子的信号通路系统,以保证其生长、发育和繁殖。细粒棘球绦虫一些受体可以结合不同的蛋白肽信号,驱使虫体向营养丰富的区域移动;有丰富的神经肽受体和原始的神经系统,能接受周围环境的信号,调节对环境适应能力。

研究发现,棘球绦虫独特的胆酸盐调控双向发育的遗传基础。在细粒棘球绦虫基因组中,发现了胆酸核受体基因(FXR和DVR),但是无膜受体基因。因此,原头蚴只有在终宿主(狗)肠道内高浓度胆酸作用核受体时才能发育为成虫。

这项研究为深入阐明寄生虫与宿主的相互作用,以及棘球绦虫的营养吸收、节裂(strobilization)、繁殖、免疫逃避、发育成虫(maturation)和进化等机制提供了平台,并发掘了多个可能的药物和疫苗靶标,为开展新型有效的治疗、预防和控制包虫病研究奠定了基础。

参考文献:

Zheng H, Zhang W, Zhang L, et al. The genome of the hydatid tapeworm Echinococcus granulosus. Nat Genet, 2013,45(10):1168-1175.

    日期:2014年02月27日  分类:其 它
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