Открыт молекулярный сигнал, запускающий половое созревание у паразитических червей-шистосом

Исследователи из UT Southwestern идентифицировали молекулу, которую производят самцы паразитических червей-шистосом. Эта молекула запускает половое созревание у самок этих видов. Открытие, опубликованное в Cell, помогает разрешить вековую загадку и может привести к новым методам лечения шистосомоза — одного из важнейших забытых тропических заболеваний, которое, по данным Всемирной организации здравоохранения (WHO), убивает до 200 000 человек в год.

По оценкам WHO, около 220 миллионов человек, в основном дети в Африке, Азии и Южной Америке, страдают шистосомозом. Плоские черви-паразиты, вызывающие это заболевание, имеют сложный жизненный цикл со стадиями как в пресноводных улитках, так и в млекопитающих. Обитая в кровеносной системе хозяина, шистосомы питаются кровью и откладывают огромное количество яиц, которые задерживаются в тканях и органах, вызывая симптомы: боль в животе, диарею, кровавый стул или кровь в моче.

В отличие от большинства видов плоских червей, являющихся гермафродитами, шистосомы имеют раздельные полы. Почти столетие назад было обнаружено, что самкам необходим физический контакт с самцами для достижения и поддержания половой зрелости, а также для откладывания яиц, ответственных за симптомы и распространение болезни. Однако механизм этого необычного пути к половому созреванию оставался неизвестным.

Чтобы понять этот феномен, исследователи искали изменения в активности генов при контакте самцов и самок шистосом. Они обнаружили, что ген gli1 в самцах играет ключевую роль в запуске полового созревания самок. Когда ученые удалили gli1 у самцов, половые органы самок оставались незрелыми, и они никогда не откладывали яйца.

Поскольку gli1 является фактором транскрипции, контролирующим активность множества генов, исследователи искали другие гены, регулируемые gli1 в самцах, которые могли бы быть ключевыми для полового созревания самок. Их поиск выявил ген, названный Schistosoma mansoni nonribosomal peptide synthetase (Sm-nrps), который соединяет аминокислоты в короткие пептиды. Дальнейшие исследования показали, что ключевым продуктом этого гена является небольшой пептид β-аланил-триптамин. Обработка самок шистосом только этим пептидом была достаточна для запуска и поддержания половой зрелости, даже без присутствия самца.

Поскольку яйца шистосом являются первопричиной проблем со здоровьем и распространения шистосомоза, блокирование любой части этого пути может предложить новый способ борьбы с болезнью. Кроме того, хотя у многих животных есть гены, похожие на Sm-nrps, ни один из них ранее не был связан с химической сигнализацией, что указывает на открытие ранее не признанного типа коммуникации между животными.