Давно известно, что лейшмания (Leishmania) – одноклеточные паразиты, вызывающие инфекции кожи и внутренних органов, размножаются бесполым путем, подобно бактериям. Но время от времени исследователи обнаруживают гибридные паразиты, которые несут генетический материал из разных видов лейшмании, предполагая, что происходит какое-то генетическое смешение.
Актуальность проблемы
Более 1 миллиона человек в тропических странах ежегодно инфицируются лейшманией через укусы зараженных песчаных мух. У большинства людей на местах укусов появляются не опасные для жизни повреждения кожи. Но если паразит распространяется на внутренние органы, он вызывает заболевание, известное как висцеральный лейшманиоз, от которого ежегодно умирает более 30 000 человек. Само существование гибридов не является доказательством истинного полового цикла. Например, Мул, гибрид осла и лошади, сильный и энергичный, но в тоже время бесплодный. Ученым необходимо уметь изучать второе поколение, чтобы определить гены, которые вызывают заболевание или влияют на иммунный ответ человека. Количество копий хромосом лейшмании может варьироваться. Как правило, большинство их хромосом находятся в согласованных парах, но несколько хромосом могут присутствовать в 3 или более копиях. В предыдущей работе исследователи обнаружили, что гибридное потомство наследует 2 копии большинства хромосом, по 1 от каждого родителя. Но если их родители несли дополнительные копии определенной хромосомы, гибридные паразиты могли унаследовать третью, четвертую или даже пятую копию.
Материалы и методы обследования
Чтобы выяснить, были ли гибридные паразиты плодовитыми, ученые проанализировали модели наследования с участием гибридного потомства. Поскольку паразиты спариваются только в кишечнике песчаной мухи, исследователи создали гибридное потомство, кормя песчаных мух комбинацией из 2 штаммов лейшмании. Чтобы проверить, были ли гибридные паразиты плодовитыми, исследователи кормили песчаных мух гибридным паразитом, смешанным с одним из его родительских штаммов или внешним штаммом. Результаты исследования опубликованы в научном журнале PLOS Genetics.
Результаты научной работы
Исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета (Washington University School of Medicine) в Сент-Луисе и Национального института здоровья (NIH) обнаружили, что гибридные паразиты Leishmania могут спариваться друг с другом, чтобы производить плодовитое потомство, которое несет гены от обоих особей – признаки истинного полового репродуктивного цикла. Исследователи надеются использовать генетическое смешение в качестве инструмента для поиска генов, связанных с вирулентностью при лейшманиальной болезни.
«Что мы хотим знать, так это то, почему один штамм вызывает легкую форму заболевания, а другой вызывает летальную форму, или как паразиты избегают иммунного ответа», – комментирует автор исследования Стивен Беверли (Stephen Beverley). «Производя потомство с различными характеристиками, мы можем определить гены, которые вызывают тяжелые заболевания или иммунную резистентность. Это может стать шагом к эффективному лечению и профилактике лейшманиоза».
Ученые обнаружили, что паразиты могут спариваться и производить гибридное потомство, которое содержит комбинацию генов от обоих родителей. Авторы исследования также обнаружили, что у гибридных паразитов потомство обычно наследовало одну хромосому от каждого родителя, как и ожидалось для истинного полового размножения. В хромосомах потомков также обнаружены обширные признаки генетической рекомбинации – это означает, что фрагменты ДНК из хромосомы одного родителя были заменены фрагментами ДНК из хромосомы другого родителя – еще один маркер истинного полового размножения.
Изучая гибридных паразитов и их рекомбинированное потомство, исследователи смогут составить карту расположения хромосом в генах, участвующих в возникновении заболевания и сопротивлении иммунному ответу. Такая генетическая карта поможет понять, почему некоторые штаммы вызывают тяжелое течение болезни, чем другие, и как усилить иммунный ответ против паразитов.
«Хорошая новость заключается в том, что мы создали потомство с новыми генетическими комбинациями, которые идеально подходят для наших целей», – объясняет Беверли.
Сейчас исследователи пытаются выяснить, почему гибридные паразиты так редко преуспевают в спаривании.
Авторы другого исследования утверждают, что флавоноиды помогут в лечении лейшманиоза.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
