Echo顯微鏡在對(duì)瘧原蟲獨(dú)特分裂機(jī)制解析的應(yīng)用

瘧疾是由瘧原蟲屬的單細(xì)胞原生動(dòng)物寄生蟲引起的，人類瘧疾每年會(huì)導(dǎo)致2億人感染，造成40多萬人死亡。真核細(xì)胞周期通常分為不同的階段，核分裂后立即進(jìn)行胞質(zhì)分裂。為了確保細(xì)胞分裂的正確進(jìn)行，細(xì)胞分裂每個(gè)階段都通過檢查點(diǎn)的反饋協(xié)調(diào)控制分裂進(jìn)程。但瘧原蟲有所不同，在惡性瘧原蟲的無性復(fù)制周期中，其經(jīng)歷了多輪不同步的有絲分裂，伴隨著未濃縮染色體的分離，隨后是具有完整核膜的核分裂。然后，多核細(xì)胞經(jīng)歷一輪胞質(zhì)分裂，產(chǎn)生數(shù)十個(gè)稱為裂殖子的子細(xì)胞。
 

迄今為止，還沒有發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)瘧原蟲分裂的細(xì)胞周期檢查點(diǎn)的分裂模式。由于瘧原蟲細(xì)胞分裂的特殊性，了解瘧原蟲中驅(qū)動(dòng)和調(diào)節(jié)分裂過程的分子機(jī)制可以幫助揭示治療瘧疾的新靶點(diǎn)。本次推薦的文章《Depletion of the mini-chromosome maintenance complex binding protein allows the progression of cytokinesis despite abnormal karyokinesis during the asexual development of Plasmodium falciparum》找到了一個(gè)與瘧原蟲分裂相關(guān)的蛋白復(fù)合物，該蛋白的缺失將導(dǎo)致瘧原蟲細(xì)胞分裂異常。
 

本文的作者鑒定出了微小染色體維持復(fù)合物結(jié)合蛋白(MCMBP)的瘧原蟲同系物(PfMCMBP)，它與MCM復(fù)合物(基因組DNA復(fù)制所需的復(fù)制解旋酶)結(jié)合。為了研究PfMCMBP在惡性瘧原蟲無性生命周期中的作用，作者通過同源重組將三份帶有去穩(wěn)定結(jié)構(gòu)域的血凝素表位標(biāo)簽融合到3D7菌株中內(nèi)源PfMCMBP的羧基末端，產(chǎn)生3D7-PfMCMBP3HADD轉(zhuǎn)基因寄生蟲株。即在小分子Shield-1 (Shld1)的存在下，PfMCMBP3HADD蛋白穩(wěn)定，并且將Shld1在培養(yǎng)基中的含量與PfMCMBP建立聯(lián)系，量化其在胞內(nèi)的含量。通過Echo熒光顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)PfMCMBP缺失的表型，PfMCMBP缺失可以破壞核形態(tài)和寄生蟲增殖，但不會(huì)阻斷DNA復(fù)制。PfMCMBP缺失促進(jìn)了MTOCs的形成，MTOCs具有延伸的紡錘體微管，這些微管附著在空間分離的DNA簇中的染色體上。
 

PfMCMBP缺失促進(jìn)有絲分裂紡錘體微管的形成，延伸到一個(gè)以上的DNA焦點(diǎn),導(dǎo)致異常的中心粒分布。雖然PfMCMBP缺陷使寄生蟲無法正常進(jìn)行核分裂，但其可以完成胞質(zhì)分裂，形成具有不同細(xì)胞和細(xì)胞核大小的非整倍體裂殖子。本文表明寄生蟲缺乏一個(gè)強(qiáng)大的檢查點(diǎn)來停止異常核分裂后的胞質(zhì)分裂。

▲ PfMCMBP缺陷寄生蟲在整個(gè)環(huán)期至早期滋養(yǎng)體的核DNA形狀

Echo正倒置一體顯微鏡

Echo正倒置一體顯微鏡兼具正置和倒置顯微鏡的功能，方便小巧，一機(jī)多能，可以非常便利地通過旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)正倒置配置的切換；無傳統(tǒng)目鏡設(shè)計(jì)，擁有明場(chǎng)，相襯，熒光，偏光等觀察方式，可兼容活細(xì)胞觀察，病理切片，免疫組化，免疫熒光，熒光原位雜交等。

▲ Echo正倒置一體顯微鏡

參考文獻(xiàn)：

Sajuthi S P , Deford P , Li Y C , et al. Type 2 and interferon inflammation regulate SARS-CoV-2 entry factor expression in the airway epithelium[J]. Nature Communications, 2020, 11(1).DOI：10.1038/s41467-020-18781-2