瘧原蟲每年導致數(shù)億人口感染瘧疾和超過45萬人死亡。瘧原蟲必須通過雌性按蚊才能在哺乳動物間傳播。瘧疾病人被按蚊叮咬吸血后，瘧原蟲進入按蚊消化道，啟動配子發(fā)生，雌雄配子體分別激活成有受精能力的雌配子和雄配子，這是瘧原蟲按蚊傳播的第一步。從1998年發(fā)現(xiàn)按蚊代謝物-黃尿酸（XA）是配子發(fā)生的激活信號，到后來揭示XA激活配子體細胞內(nèi)cGMP-PKG-Ca2+信號通路。迄今為止，瘧原蟲如何感受XA和激活cGMP信號依然未知。

近日，廈門大學生命科學學院袁晶教授發(fā)表了題為“An intracellular membrane protein GEP1 regulates xanthurenic acid induced gametogenesis of malaria parasites”的研究論文。該工作揭示了瘧原蟲通過媒介按蚊傳播過程中的第一步-配子發(fā)生中環(huán)磷酸鳥苷cGMP信號的激活機制。

這一研究成果公布在4月9日Nature Communications雜志上。

課題組建立了瘧原蟲CRISPR/Cas9方法（mBio，2014，2017；Molecular & Biochemical Parasitology, 2017，2018a，2018b）。之前工作中，課題組揭示了瘧原蟲按蚊傳播中動合子運動的cGMP信號的調(diào)控機制（Current Biology，2018）。

在這項研究中，研究人員通過開展配子體膜蛋白編碼基因的基因敲除和表型篩選，發(fā)現(xiàn)了一個多跨膜蛋白GEP1。GEP1敲除瘧原蟲可以形成正常雌雄配子體，但是配子激活完全阻斷，不能產(chǎn)生雌雄配子，進而失去按蚊感染和傳播能力。機制上，GEP1位于cGMP信號上游，結(jié)合cGMP合成酶GCα進而維持GCα的基本催化活力。XA刺激能夠促進GEP1/GCα互作，迅速增加cGMP的產(chǎn)生，從而起始cGMP/PKG信號依賴的配子發(fā)生。

該工作由博士畢業(yè)生姜遠遠（第一作者）和韋俊（共同第一作者），課題組多位研究生參與，袁晶教授為通訊作者，廈門大學為第一完成單位。該研究得到國家自然科學基金、廈門大學校長基金和學部學科發(fā)展項目的資助。

原文標題：

An intracellular membrane protein GEP1 regulates xanthurenic acid induced gametogenesis of malaria parasites

https://www.nature.com/articles/s41467-020-15479-3#Sec39

來源：生物通