Исследование удаления генов выявило множество новых мишеней в возбудителе малярии

Несмотря на значительные усилия в медицине и науке, от малярии по-прежнему умирает более 400 000 человек в год. Возбудитель болезни — паразит Plasmodium, чей геном относительно мал и содержит около 5000 генов. В отличие от человеческих клеток, у плазмодиев только одна копия каждого гена. Поэтому удаление гена из генома напрямую приводит к изменению фенотипа паразита.

Этим фактом воспользовался международный консорциум под руководством профессоров Фолькера Хойсслера из Института клеточной биологии (ICB) Университета Берна и Оливера Биллкера из Университета Умео (Швеция). Исследователи провели полногеномное исследование с делецией генов у малярийных паразитов: они целенаправленно удалили более 1300 индивидуальных генов, наблюдали за эффектами на протяжении всего жизненного цикла паразита и смогли идентифицировать множество новых мишеней в патогене. Исследование опубликовано в журнале Cell.

Индивидуальные генетические коды ускоряют исследование

Учёные использовали модель малярии на мышах, созданную в ICB. Каждый из 1300 генов паразита был заменён уникальным генетическим штрих-кодом, чтобы проанализировать последствия удаления. Такой подход позволил изучать множество паразитов одновременно и радикально сократить время анализа.

За три года консорциуму удалось систематически проанализировать геном паразита на всех стадиях жизненного цикла. «Проведённый совместно с Институтом Сэнгера скрининг на делецию позволил нам идентифицировать сотни мишеней, особенно в метаболизме паразита», — заявила Ребекка Стэнвей из ICB, один из ведущих авторов.

Моделирование расширяет экспериментальные данные

Для анализа множества выявленных метаболических генов бернские исследователи объединились с профессором Вассилием Хатзиманикатисом из EPFL (Лозанна) и профессором Доминик Солдати-Фавр из Университета Женевы в консорциум «MalarX». Используя данные геномного скрининга, группа EPFL рассчитала модели, показывающие ключевые метаболические пути паразита. «Благодаря этим моделям теперь можно предсказать, какие из ранее не изученных генов жизненно важны для паразита и, следовательно, являются подходящими мишенями для борьбы с малярией», — добавляет эксперт по моделированию Ануш Кьяппино-Пепе из EPFL.

Часть этих предсказаний была затем экспериментально подтверждена исследователями из Берна в сотрудничестве с группой профессора Криса Янсе из Лейденского университета (Нидерланды).

«Полногеномный скрининг с соответствующими метаболическими моделями представляет собой прорыв в исследованиях малярии, — сказала Магали Рок из команды в Берне. — Наши результаты поддержат многих исследователей малярии по всему миру. Теперь они могут сосредоточиться на essential генах паразита и разрабатывать эффективные лекарства и вакцины против различных стадий его жизненного цикла», — добавила д-р Эллен Бушэлл, бывший учёный Института Сэнгера.