《惡性瘧原蟲外切酶體調控var基因表達的機制研究》是依託同濟大學，由張青鋒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：惡性瘧原蟲外切酶體調控var基因表達的機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張青鋒
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
瘧疾仍是嚴重威脅人類健康的傳染病之一，惡性瘧原蟲是其最致命的病原體。Var基因家族是其抗原變異和致病相關的關鍵毒力因子，約含60個成員，每個生活史只表達其中一個，即相互排斥性表達。現有觀點認為，var基因的表達調控過程主要發生在轉錄水平：核周定位、染色質修飾、非編碼序列等表觀遺傳學因素控制var基因啟動子的轉錄狀態。最近，我們通過基因敲除技術初步發現RNA外切酶體（Exosome）相關蛋白也參與var基因的轉錄沉默，提示var基因的表達還存在轉錄後水平的調控，即Exosome複合體介導的RNA降解途徑，但是相關的機制尚不清楚。本課題擬利用多種轉基因技術、免疫共沉澱、染色質免疫沉澱以及高通量的DNA/RNA深度測序等，對惡性瘧原蟲外切酶體(PfExosome)的組成和功能開展系統研究，為闡明惡性瘧原蟲var基因變異機制提供新的實驗和理論依據，也將為惡性瘧疾的防治提供新的思路和靶點。
結題摘要
瘧疾仍是嚴重威脅人類健康的傳染病之一，惡性瘧原蟲是其最致命的病原體。多拷貝變異基因家族（var）是其抗原變異和致病相關的關鍵毒力因子，每個生活史只表達其中一個，即“相互排斥性”表達。現有觀點認為，var基因的表達主要受到染色質修飾等表觀遺傳學因素在轉錄水平上的調控，但是我們提出: 由RNA外切酶體（Exosome）參與的RNA降解機制可能是var基因表達的轉錄後調控新途徑。為驗證該假說，我們利用多種轉基因技術、染色質免疫沉澱、螢光雜交以及高通量的核酸深度測序等，對惡性瘧原蟲外切酶體(PfExosome)的組成和功能開展了系統研究。研究表明：(1)PfExosome主要含有兩個核心RNase催化酶(PfDis3和PfRrp6)，以及一個PfDis3相關蛋白（PfRNase II），它們皆具有3-5方向的單鏈RNA降解功能；（2）PfRNase II並不直接參與PfExosome複合物的RNA質控功能，而是主要調控惡性瘧原蟲抗原變異與致病相關的變異基因家族的表達，其中，A亞類var基因是其主要的靶基因。當PfRNase II基因缺陷後，幾乎所有的A亞類PfEMP1表達於被感染紅細胞表面，這完全打破了惡性瘧原蟲變異基因家族所具有的極為嚴謹的排他性表達模式；（3）ChIP和Nascent RNA等實驗分析結果表明，PfRNase II通過與A亞類var基因上游序列相互作用，原位實時降解新生轉錄產物，由此調控A亞類var基因的表達，從而影響致死型的腦型瘧發生。這項研究發現不僅是在國際上首次發現真核微生物具有由RNase酶介導的變異基因轉錄後表達調控途徑，為真核微生物的抗原變異理論提供了新的實驗依據，更為重要的是，將為導致每年全球近百萬人死亡的重症瘧疾提供了新的防治靶點和思路。
