Новости

Jun 08, 2023

Транскрипционные вариации Babesia gibsoni (уханьский изолят) между культурами in vivo и in vitro на стадии крови

Паразиты и векторы, том 16, Номер статьи: 268 (2023) Цитировать эту статью 1 Подробности Altmetric Metrics Babesia gibsoni, возбудитель бабезиоза собак, принадлежит к типу Apicomplexa.

Паразиты и переносчики, том 16, Артикульный номер: 268 (2023) Цитировать эту статью

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Возбудитель бабезиоза собак Babesia gibsoni относится к типу Apicomplexa. Развитие технологии культивирования in vitro способствовало прогрессу в различных видах омических исследований, включая транскриптомный анализ Plasmodium spp. между средами in vitro и in vivo, что побудило к наблюдению за диагностическими антигенами и разработке вакцин. Тем не менее, никакой информации о Babesia spp. могут быть получены в этом отношении, что существенно затрудняет дальнейшее понимание роста и развития паразитов на стадии крови.

В этом исследовании наблюдались значительные изменения в морфологии и инфекционности непрерывно культивируемых in vitro B. gibsoni (уханьский изолят) по сравнению с паразитами in vivo. На основании этих изменений B. gibsoni (изолят из Ухани) собирали из культур как in vivo, так и in vitro с последующей экстракцией тотальной РНК и секвенированием транскриптома Illumina. Приобретенные дифференциально экспрессируемые гены (DEG) были проверены с помощью qRT-PCR, а затем функционально аннотированы через несколько баз данных. Ген с наибольшей активацией после культивирования in vitro был клонирован из генома B. gibsoni (уханьский изолят) и охарактеризован методами вестерн-блоттинга и непрямого иммунофлуоресцентного анализа для выявления нативной формы и клеточной локализации.

При лабораторном культивировании были обнаружены множественные формы паразитов, а инфекционность паразитов, культивированных in vitro, у собак оказалась ниже. На основании этих изменений было проведено секвенирование транскриптома Illumina, которое показало, что 377 унигенов были активированы, а 334 унигена — подавлены. Примечательно, что было проверено семейство транскрипционных факторов AP2, необходимых для всех стадий развития паразитов, и протестированы транскрипционные изменения у этих членов семейства. Таким образом, был выбран новый ген транскрипционного фактора AP2 (BgAP2-M) с наиболее высокой экспрессией после адаптации in vitro. Этот ген содержит открытую рамку считывания (ORF) из 1989 пар оснований, кодирующую полноразмерный белок из 662 аминокислот. BgAP2-M содержит один домен AP2 и один консервативный домен ACDC, которые могут участвовать в ядерной биологии паразитов. Полученные поликлональные антитела против пептидов BgAP2-M дополнительно обнаруживали нативный размер ~73 кДа и были локализованы в ядрах B. gibsoni.

В этом исследовании впервые представлен тщательный транскриптомный анализ B. gibsoni in vivo и in vitro, что способствует детальному пониманию влияния изменений окружающей среды на рост и развитие паразитов на стадии крови. Более того, это также обеспечивает более глубокое исследование различных членов семейства транскрипционных факторов ApiAP2 как регуляторов различных стадий жизни у Babesia spp.

Виды Babesia представляют собой облигатные внутриэритроцитарные гемопростейшие, которые таксономически относятся к типу Apicomplexa, классу Piroplasmea, отряду Piroplasmida и семейству Babasidae [1,2,3]. Babesia gibsoni — гемопротозойный паразит, вызывающий типичные симптомы бабезиоза собак, такие как гемолитическая анемия, гемоглобинурия, гипотензивный шок и смерть [4,5,6]. Этот организм также трансовариально передается Haemaphysalis longicornis, который широко распространен в холмистой местности [7,8,9,10].

Лабораторные системы культивирования in vitro были созданы для различных апикомплексных паразитов, включая Babesia bovis, B. bigemina, B. gibsoni, B. orientalis, Plasmodium falciparum и P. Knowlesi [11,12,13,14,15]. Из-за ряда факторов окружающей среды in vitro, включая физические, пищевые и иммунологические факторы, которые отличаются от таковых in vivo, паразиты имеют тенденцию демонстрировать видимые и значимые изменения в морфологии, инфекционности и вирулентности. Например, у изолята B. gibsoni Oita длительное культивирование in vitro привело к появлению более крупных и многообразных паразитов в эритроцитах хозяина и снижению инфекционности паразитов у собак [13, 16]. Следовательно, более глубокие транскрипционные изменения считаются провоцирующими и значимыми. Однако такие изменения в генах, на которые влияет культура in vitro, были исследованы как у P. falciparum, так и у P. Knowlesi [17,18,19,20]. Такие изменения иногда указывают на адаптацию паразитов к окружающей среде, обеспечивающую лучшее выживание и размножение [21]. Например, некоторые гены половой стадии (гаметный антиген 27/25) и другие, связанные с инвазией и ростом на бесполой стадии (MSP7, DOC2 и CLAMP), были идентифицированы с относительно большими вариациями транскрипции, поскольку вероятность их передачи гораздо ниже. к новым комарам-переносчикам и с большей вероятностью проникают в эритроциты хозяина в условиях in vitro [17, 19]. Примечательно, что различные транскрипционные факторы ApiAP2 также претерпели некоторую степень транскрипционных изменений. Было установлено, что это семейство белков, содержащее от одного до трех ДНК-связывающих доменов, является крупнейшим семейством транскрипционных факторов в апикомплексных организмах и точно регулирует все стадии развития паразитов [22, 23]. У P. falciparum два транскрипционных фактора AP2, PF3D7_1222600 (PfAP2-G) и PF3D7_1222400 (PfAP2-G4), как было документально подтверждено, имеют нонсенс-мутации с потерей функции и преждевременными стоп-кодонами, что приводит к огромной репрессии транскрипции генов во время гаметоцитогенеза. . Другой фактор транскрипции AP2 (PF3D7_1342900, PfAP2-HS) был обнаружен с тремя нонсенс-мутациями, каждая из которых располагалась выше предсказанных доменов AP2 и усекала полноразмерный белок. Эти мутации PfAP2-HS, влияющие на транскрипцию, вероятно, являются результатом улучшения толерантности к колебаниям температуры в условиях in vitro [18]. Более того, в недавних исследованиях наблюдалось повышение уровня транскрипта гена AP2 неизвестной функции (PF3D7_0420300), который может участвовать в бесполом размножении [19].