Echo顯微鏡在對瘧原蟲獨特分裂機制解析的應(yīng)用

瘧疾是由瘧原蟲屬的單細胞原生動物寄生蟲引起的，人類瘧疾每年會導(dǎo)致2億人感染，造成40多萬人死亡。真核細胞周期通常分為不同的階段，核分裂后立即進行胞質(zhì)分裂。為了確保細胞分裂的正確進行，細胞分裂每個階段都通過檢查點的反饋協(xié)調(diào)控制分裂進程。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，多核細胞經(jīng)歷一輪胞質(zhì)分裂，產(chǎn)生數(shù)十個稱為裂殖子的子細胞。
 

迄今為止，還沒有發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)瘧原蟲分裂的細胞周期檢查點的分裂模式。由于瘧原蟲細胞分裂的特殊性，了解瘧原蟲中驅(qū)動和調(diào)節(jié)分裂過程的分子機制可以幫助揭示治療瘧疾的新靶點。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，但不會阻斷DNA復(fù)制。PfMCMBP缺失促進了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缺失促進有絲分裂紡錘體微管的形成，延伸到一個以上的DNA焦點,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行核分裂，但其可以完成胞質(zhì)分裂，形成具有不同細胞和細胞核大小的非整倍體裂殖子。本文表明寄生蟲缺乏一個強大的檢查點來停止異常核分裂后的胞質(zhì)分裂。

▲ PfMCMBP缺陷寄生蟲在整個環(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，一機多能，可以非常便利地通過旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)正倒置配置的切換；無傳統(tǒng)目鏡設(shè)計，擁有明場，相襯，熒光，偏光等觀察方式，可兼容活細胞觀察，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：

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