マラリア原虫の宿主から媒介者への伝播過程における翻訳抑制の全体的な解除

Keskeiset käsitteet

マラリア原虫は、宿主から媒介者への伝播過程において、雌性生殖体内で事前に転写された多くの mRNA を翻訳抑制し、受精後の接合子で迅速に翻訳を解除することで、新しい環境への適応に必要な蛋白質を素早く生産する。

Tiivistelmä

本研究では、P. yoelii の雌性生殖体と接合子の比較トランスクリプトーム解析およびデータ独立型質量分析プロテオーミクス (DIA-MS) を行い、宿主-媒介者間伝播過程における翻訳制御の全体像を明らかにした。

雌性生殖体では、DNA 複製関連酵素などの転写が先行して行われ、翻訳は抑制されている。
一方、接合子では、ミトコンドリア電子伝達系、運動性に関わる内膜複合体 (IMC) 蛋白質など、早期の蚊体内発育に必要な蛋白質の翻訳が急速に開始される。
198 の mRNA が雌性生殖体で翻訳抑制されており、受精後の接合子で迅速に翻訳が解除されることが明らかになった。
DOZI/CITH/ALBA 複合体の組成と局在が雌性生殖体と接合子で大きく変化し、翻訳抑制の解除に関与していることが示唆された。
複合体構成蛋白質の翻訳後修飾 (リン酸化) も接合子で顕著に増加しており、翻訳制御の調節に関与する可能性がある。
以上より、マラリア原虫は宿主-媒介者間伝播過程で、翻訳抑制された mRNA の選択的な解除を行うことで、新しい環境への適応に必要な蛋白質を素早く生産することが明らかになった。

Tilastot

雌性生殖体では DNA 複製関連酵素 (MCM2-7、DNA ポリメラーゼ、PCNA 等) の mRNA が高発現している。
接合子では、ミトコンドリア電子伝達系 (複合体 III、IV、ATP 合成酵素)、運動性 IMC 蛋白質 (GAPM、GAP40/50 等)、ウロキネート表面蛋白質 (p25、p28 等) の蛋白質発現が高い。
DOZI/CITH/ALBA 複合体構成蛋白質のリン酸化は、主に接合子で検出された。

Lainaukset

"マラリア原虫は、宿主から媒介者への伝播過程において、雌性生殖体内で事前に転写された多くの mRNA を翻訳抑制し、受精後の接合子で迅速に翻訳を解除することで、新しい環境への適応に必要な蛋白質を素早く生産する。"
"198 の mRNA が雌性生殖体で翻訳抑制されており、受精後の接合子で迅速に翻訳が解除されることが明らかになった。"
"DOZI/CITH/ALBA 複合体の組成と局在が雌性生殖体と接合子で大きく変化し、翻訳抑制の解除に関与していることが示唆された。"

Tärkeimmät oivallukset

Global Release of Translational Repression Across Plasmodium’s Host-to-Vector Transmission Event

by Rios,K. T., ... klo www.biorxiv.org 02-01-2024

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.01.577866v2

Syvällisempiä Kysymyksiä

マラリア原虫以外の原虫寄生虫でも同様の翻訳制御メカニズムが見られるか?

他の原虫寄生虫でも、翻訳制御メカニズムが見られる可能性があります。翻訳制御は、原虫や他の生物において一般的なメカニズムであり、RNA結合タンパク質によって特定のmRNAが翻訳抑制され、必要な時に解除されることが知られています。したがって、他の原虫寄生虫でも同様のRNA結合タンパク質や翻訳制御複合体が存在し、似たような制御メカニズムが機能している可能性があります。さらなる研究が行われれば、他の原虫寄生虫における翻訳制御メカニズムの理解が深まるでしょう。

DOZI/CITH/ALBA 複合体の解離メカニズムはどのように調節されているのか?

DOZI/CITH/ALBA複合体の解離メカニズムは、複数の要因によって調節されています。研究結果から明らかになったように、この複合体は女性配偶子において翻訳抑制を行い、受精後の初期ジゴートにおいて解除されることが重要です。この解離メカニズムは、DOZIやALBA4などのRNA結合タンパク質と相互作用するタンパク質の変化によって調節されます。例えば、DOZIはNOT1-Gと相互作用し、受精後にNOT1に交代することで、mRNAのDOZIからの解放を促すことが示唆されています。さらに、リン酸化などのポストトランスレーショナル修飾も解離メカニズムに影響を与える可能性があります。これらの要因が組み合わさって、DOZI/CITH/ALBA複合体の解離が調節されています。

宿主-媒介者間伝播過程以外の発育段階でも、同様の翻訳制御が行われているか?

宿主-媒介者間伝播過程以外の発育段階でも、同様の翻訳制御が行われている可能性があります。研究結果から明らかになったように、マラリア原虫の女性配偶子から初期ジゴートへの伝播過程において、翻訳制御が重要な役割を果たしています。このような翻訳制御は、他の発育段階でも同様に重要な機能を果たす可能性があります。特定のmRNAの翻訳が制御され、必要なタイミングで解除されることで、原虫は異なる環境や条件に適応し、生存と増殖を促進することができます。したがって、他の発育段階においても同様の翻訳制御メカニズムが存在し、重要な役割を果たしている可能性があります。今後の研究によって、他の発育段階における翻訳制御の理解が深まることが期待されます。