1. 微生物学和传染病
下载图标

寄生虫变速箱:两阶段溶液

  1. 法比恩Guegan
  2. 路易莎·菲格雷多 是通讯作者
  1. 分子医学研究所João Lobo Antunes,葡萄牙
洞察力
  • 引用0
  • 查看365
  • 注释
引用本文金沙官网注册网址为:网上生活2021; 10:e72980 doi:10.7554 / eLife.72980

摘要

引起非洲昏睡病的寄生虫可以在其生命周期的两个阶段从哺乳动物传播到采采蝇,而不是以前认为的一个阶段。

主要内容

许多威胁生命的病原体 - 如寄生虫,细菌和病毒 - 利用昆虫从一个哺乳动物传递到下一个(Wilson等人,2020年).例如,采采蝇传播锥虫属brucei,导致被称为非洲昏睡病的致命疾病的寄生虫。当采采蝇叮咬和吸收了被感染动物的血液,它占用的寄生虫,然后经过时再次昆虫饲料越来越注入了新的哺乳动物宿主之前的各种变化。

布氏锥虫有一个复杂的生命周期,包括多个阶段,使寄生虫适应每个宿主内的生命,并准备传播到下一个宿主(科赫,1909Vickerman 1985).在哺乳动物宿主中,布氏锥虫寄生虫最初前往血液,他们发展成一个细长的形式划分倍数倍和散发给其他组织和器官(Krüger等,2018).随着血液中寄生虫数量的增加,密度信号和其他刺激会导致其中一些寄生虫转变为一种新的、不分裂的形式,称为矮秆(罗哈斯等人,2019年Vassella等人,1997年Quintana等人,2021Zimmermann等人,2017年).

当采采蝇从哺乳动物宿主身上吸血时,这两种形式的寄生虫都会被吃掉。的摄取布氏锥虫寄生虫然后输入他们继续他们的生命周期中肠,因为他们迁移回通过腺胃(类似阀的器官守卫门口的肠),以便然后到达唾液腺(图1一个).

旧教条与新理论并存布氏锥虫传播。

一个采采蝇吸食哺乳动物宿主的血液时,会消耗两种形式的血液锥虫属brucei寄生虫:细长形态(灰色),增殖能力强(用圆形箭头表示);矮胖形态(白色),不分裂。旧的教条认为,只有矮胖的形体能够存活并分化进入生命周期的下一个阶段,即前环形体(紫色),而细长的形体则无法在中肠(右下角插图)的严酷条件下存活。后环型进入脑室前区(黄色;左下角的插图),并迁移到唾液腺(绿色),在那里它发展成更有传染性的元环形式,当苍蝇再次进食时注入新的哺乳动物。(BSchuster等人提出的新理论表明,细长型的寄生体也能在采采蝇体内生存和发育。细长型被发现直接分化为前循环阶段(右下插图),这可能提高采采蝇感染的成功率。Schuster等人还发现,高度运动的细长形态可以到达心室前壁的入口,他们假设这种迁移发生在寄生虫过渡到生命周期的下一个阶段(底部中间插图)。

图片来源:Fabien Guegan

先前的研究表明,短节形式的寄生虫对中肠蛋白酶的消化作用有抵抗力,并且更善于利用苍蝇(西尔维斯特等人,2017年).此外,寄生虫在分化到生命周期的下一个阶段前,通常会进入不分裂的残肢阶段。这些发现使人们相信,只有短节形式的寄生虫才能感染采采蝇,并在整个生命周期中进步,建立了关于寄生虫传播的科学教条。

然而,受感染的哺乳动物血液中通常只有少量寄生虫,如布氏锥虫会扩散到其他组织和器官。因此,采采蝇在吸血过程中摄入寄生虫的几率非常低,尤其是那些短节状的寄生虫,它们只能在血液中存活3天,然后死亡(特纳等人,1995年).现在,在eLife杂志上,来自Würzburg大学的Markus Engstler和他的同事——包括Sarah Schuster、Jaime Lisack和Ines Subota作为联合第一作者——报告了新的发现,帮助解释非洲昏睡病如何能够在传播看起来如此不可能的情况下持续存在(舒斯特等人,2021年).

该团队最初的兴趣是比较由不同刺激产生的短桩形式的传输效率,在他们的实验中使用细长阶段作为负控制。这些昆虫以含有寄生虫的血液为食,这些寄生虫呈细长或短节状,可以通过荧光标记区分,只在短节期表达。出乎意料的是,Schuster等人发现细长形态的寄生虫能够在昆虫中肠的恶劣条件下生存,并继续感染腺前腺和唾液腺。

接着,Schuster等。载通过限制的数量,以确定如何都需要感染每种形式的许多寄生虫布氏锥虫寄生在供果蝇食用的血液中的寄生虫。实验表明,只需要一个细长或短节的形式,寄生虫就可以在哺乳动物和苍蝇之间充分传播。这些发现不仅挑战了主流理论布氏锥虫需求是在粗短的形式成功地传染采采蝇,但它们也显示传输是如何发生何时寄生虫在血液中的浓度是低得令人难以置信。

最后,Schuster等人发现,当细长型舌蝇到达舌蝇中肠时,它们可以直接分化为前环型舌蝇,而不需要经过残肢阶段(图1 b).这一结果相矛盾的教科书生命周期布氏锥虫,其中细长形式必须过渡到进入生命周期的下一阶段之前被捕粗短阶段的细胞周期。因此,这项工作引起了人们对矮墩墩形式的寄生虫生物学中的作用的重要问题。

这些发现有助于解决长期存在的悖论,即低数量的哺乳动物如何布氏锥虫他们血液中的寄生虫仍然可以感染采采蝇。在未来,将有必要测试这种行为是否也存在于其他亚种布氏锥虫,特别是那些会引起人类疾病的疾病,例如t . brucei gambienset . brucei rhodesiense.在细长、矮胖和其他形式的寄生虫中发现更多被特别激活的基因,也有助于研究人员区分生命周期的不同阶段。这些额外的分子标记将使跟踪寄生在采采蝇体内时发生的时间变化变得更容易。

参考文献

    1. 科赫R
    (1909)
    Bericht Über Die Tätigkeit Der Zur Erforschung Der Schlafkrankheit Im Jahre
    施普林格。

金沙官网注册网址文章和作者信息

作者详细信息

  1. 法比恩Guegan

    法比恩Guegan在研究所德MEDICINA分子,里斯本大学,里斯本,葡萄牙

    相互竞争的利益
    没有宣布相互竞争的利益
    orcid图标 "此ORCID iD标识本文作者:"金沙官网注册网址0000-0001-9393-2920
  2. 路易莎·菲格雷多

    路易莎·菲格雷多在研究所德MEDICINA分子,里斯本大学,里斯本,葡萄牙

    为对应
    lmf@medicina.ulisboa.pt
    相互竞争的利益
    没有宣布相互竞争的利益
    orcid图标 "此ORCID iD标识本文作者:"金沙官网注册网址0000-0002-5752-6586

出版的历史

  1. 出版版本:2021年9月17日(版本1)

版权

©2021,Guegan和菲格雷多

本文根据条金沙官网注册网址款分发知识共享署名许可协议,允许无限制地使用和再分配提供的原始作者和源记。

指标

  • 365
    页面浏览量
  • 21
    下载
  • 0
    引用

金沙官网注册网址文章引用计数由以下来源的最高计数轮询产生:Crossref公共医学中心Scopus.

下载链接

两部分链接列表,以各种格式下载文章或部分文章。金沙官网注册网址

下载(连结以PDF格式下载文章)金沙官网注册网址

下载引用(链接以与各种参考管理器工具兼容的格式从本文下载引用)金沙官网注册网址

开放引文(在各种在线参考管理器服务中从本文中打开引用的链接)金沙官网注册网址

  1. 进一步的阅读

进一步的阅读

    1. 微生物学和传染病
    2. 生活系统的物理学
    Joris Jan Boudewijn Messelink等。
    js金沙官网登入

    生长和细胞大小的调节是细菌细胞功能的优化至关重要。到目前为止,已发现单个细菌细胞主要是成倍的增长,这意味着严格的调控,保持细胞的大小平衡的必要性。在这里,我们使用一种新的广泛适用的推断方法用于单细胞生长动力学表征的顶部生长细菌谷氨酸棒杆菌的生长行为。使用这种方法,我们发现谷氨酸展品渐近线性单细胞生长。为了解释这个增长方式,我们伸长建模为速率限制由根尖生长机理。我们的模型精确地再现所推断的细胞生长动力学和验证与一个转糖缺失突变体ΔrodA伸长的测量。最后,模拟,我们表明,细胞长度的分布为比指数增长线性窄,这表明该渐近线性生长模式可以作为紧分割长度和分裂对称性调节的替代作用。

    1. 微生物学和传染病
    Michael J Sheedlo等。
    js金沙官网登入 更新

    嗜肺性军团菌是引起被称为军团病的潜在致命性肺炎的机会病原体。与感染相关的病理通过跨膜点/ ICM IV型分泌系统(T4SS)取决于效应蛋白的细菌递送到宿主。我们点/ ICM T4SS核心的单颗粒冷冻电镜复杂的确定的子3.0的分辨率映射。金沙官网注册网址高分辨率的结构分析,使我们能够识别点/ ICM基因位点,有助于核心T4SS结构之外编码的蛋白质。我们现在也可以限定对称失配,一个连接所述C18周质环(PR),并且所述C13 OMC用16倍对称拱顶连接C13外膜帽(OMC)和一个的两个不同的区域。出乎意料的是,PR和OMC之间的连接是DOTH,用五份夹在OMC和PR之间以容纳对称失配。最后,我们观察到,指示结构中的灵活性重建多种构象。