Токсоплазмоз: учёные нашли белок, эволюционировавший вместе с аппаратом заражения

Токсоплазмоз — инфекционное заболевание, вызываемое одноклеточным паразитом Toxoplasma gondii. Для человека инфекция особенно опасна при беременности, так как может привести к порокам развития плода. Как и родственный возбудитель малярии Plasmodium falciparum, T. gondii использует для заражения клеток хозяина специальные органеллы — роптрии и микронемы.

Международная группа учёных под руководством профессора Маркуса Мейснера (LMU) и профессора Джоэла Дакса (Университет Альберты, Канада) исследовала эволюцию этого аппарата заражения и идентифицировала специфичный для органелл белок, который может стать мишенью для новых методов лечения. Исследование опубликовано в Cell Reports.

В ходе эволюции паразиты не только развили специализированные органеллы, но и весь белковый аппарат для их производства и функционирования. Гипотеза органной паралогии (OPH) предполагает, что разнообразие клеточных органелл возникло из-за дупликации и последующей диверсификации генов, кодирующих идентичность органелл.

«Чтобы создать свои специфические структуры, паразитам пришлось перепрофилировать одни белки и добавить другие», — поясняет паразитолог LMU Елена Хименес-Руис.

Комбинация биоинформатики и лабораторных анализов

Чтобы изучить, как возникло разнообразие органелл у апикомплексных (группы организмов, к которой относятся T. gondii и P. falciparum), исследователи объединили комплексный биоинформатический анализ с методами молекулярной клеточной биологии. Это позволило идентифицировать 18 белков-кандидатов, коррелирующих с появлением новых органелл и их белкового аппарата у апикомплексных.

«Для одного из этих белков, известного как ArlX3, мы смогли экспериментально доказать, что он играет ключевую роль в формировании микронем и роптрий у T. gondii, — говорит Хименес-Руис. — Без ArlX3 паразиты больше не могут размножаться».

Поскольку ArlX3 присутствует у паразитов, но отсутствует в клетках человека, исследователи считают, что этот белок может стать перспективной мишенью для новых терапевтических подходов. Кроме того, их методы потенциально могут быть использованы для идентификации других специфичных белковых подгрупп, что даст важные сведения о клеточной биологии паразитов.