研究人員詳細介紹了瘧疾寄生蟲在準備感染人類時經曆的遺傳變化。該地圖集以前所未有的細胞細節描繪了當瘧疾寄生蟲惡性瘧原蟲在蚊子中發展并準備用叮咬感染人類時會發生什麼。這種詳細的調查可能會帶來新的方法來阻止寄生蟲在關鍵階段發展，并防止通過未來的藥物或疫苗傳播。
蚊子對殺蟲劑的抗藥性越來越強，導緻對瘧疾寄生蟲對瘧疾藥物的抗藥性增強。這迫切需要新的方法來應對瘧疾，據估計，瘧疾在2019年造成2.29億例病例和40.9萬人死亡，其中大多數是撒哈拉以南非洲的幼兒。
為了恢複藥物或疫苗的發現工作，來自倫敦帝國理工學院Jack Baum教授實驗室的一個團隊和Wellcome Sanger研究所的Mara Raunizak博士實驗室對人類瘧疾寄生蟲惡性瘧原蟲進行了前所未有的詳細研究。他們的研究結果今天（2021年5月27日）發表在Nature Communications上。
人類瘧疾寄生蟲在其生命周期不同階段的遺傳活性的三維圖譜
惡性瘧原蟲在蚊子的腸道中發育，然後進入蚊子的唾液腺，當蚊子叮咬時，準備感染人類。在這些階段，寄生蟲經曆了許多階段，這些階段對其發展和傳播的能力很重要，包括轉變為不同的形式。
該團隊通過分析整個過程中基因的活性來跟蹤這些階段是如何控制的。他們分離出不同形式的寄生蟲，并産生了1，467個"轉錄組" - 單個細胞中哪些基因在不同階段被打開或關閉的圖譜。
當基因被打開時，它們訓示細胞産生不同的蛋白質并驅動發育變化，例如将寄生蟲從中腸中取出并定居在蚊子的唾液腺上，或通過人類細胞到達肝髒，寄生蟲準備入侵更多的人類細胞。
了解這些過程在細胞水準上的詳細工作原理揭示了可以阻止的新靶标，以阻止發育并防止寄生蟲的傳播。
除了研究寄生蟲的整個傳播周期外，研究小組還研究了所謂的孢子階段：蚊子叮咬期間釋放到人體皮膚中的形式。他們對蚊子發育過程中的寄生蟲進行分類，并在感染叮咬後分離出孢子，因為它們與人體皮膚細胞互相作用。通過這樣做，他們能夠找到特定的基因表達模式，這些模式定義了該過程的每個關鍵階段。這種精細的粒度使研究人員能夠跟蹤孢子的發展，并提出每個步驟所需的新機制目标和未來疫苗目标，以阻止瘧疾感染。
該團隊還能夠将他們的資料與來自相關寄生蟲Bergs瘧疾寄生蟲的類似資料集進行比較，Bergs瘧疾寄生蟲是一種齧齒動物瘧疾寄生蟲，通常被用作在實驗室研究瘧疾疾病的模型。這表明哪些基因在物種中很常見，哪些是人類寄生蟲所獨有的。
研究人員在一個互動網站上提供了他們所有的資料，在那裡他們可以在瘧疾寄生蟲生命周期的任何階段輕松自由地檢視任何基因的轉錄。