Un equipo de investigadores dirigido por un científico de la Universidad de California, Riverside, descubrió que varias etapas del desarrollo de los parásitos humanos de la malaria, incluidas las etapas involucradas en la transmisión de la malaria, están relacionadas con las características epigenéticas y cómo la cromatina, el complejo del ADNy proteínas dentro del núcleo: está organizado y estructurado en estos parásitos.
"Nuestros resultados proporcionan información sobre la conexión entre la organización del genoma, las características epigenéticas y la expresión génica específica del estadio en el parásito de la malaria", dijo Karine Le Roch, profesora de biología molecular, celular y de sistemas, que dirigió el análisis dela organización del genoma de dos tipos de parásitos de la malaria humana ". Las proteínas que se sabe que controlan estas características podrían identificarse como nuevos objetivos para nuevas estrategias terapéuticas. Al alterar estas proteínas, podríamos alterar la estructura de la cromatina y, por lo tanto, interrumpir la progresión del ciclo de vidadel parásito - en última instancia, controlando la propagación de la malaria "
El desarrollo del parásito de la malaria a lo largo de su ciclo de vida está controlado principalmente por cómo la estructura de la cromatina, junto con la epigenética, modula la expresión génica. La epigenética implica el control genético por factores distintos de la secuencia de ADN de un individuo. Al activar o desactivar los genes, la epigenéticalos cambios determinan qué genes se transcriben.
"También descubrimos que las características epigenéticas son esenciales y están relacionadas con la actividad transcripcional de varias familias de genes específicos de parásitos, como las involucradas en la patogénesis, la invasión de células hepáticas y la regulación de la diferenciación sexual", dijo Le Roch.
Los resultados del estudio aparecen esta semana en Comunicaciones de la naturaleza .
Le Roch y sus colegas demostraron que la organización del genoma no solo es importante en los tejidos humanos y organismos complejos, sino que también puede afectar el desarrollo normal de los patógenos eucariotas, como los parásitos de la malaria.
La malaria, que infecta a cientos de millones de personas en todo el mundo y mata a más de 450,000 personas cada año, es causada por uno de los cinco parásitos de la Plasmodium especies. Comprender los mecanismos involucrados en la regulación génica durante las diversas etapas del ciclo de vida de los parásitos es importante para desarrollar estrategias novedosas para bloquear la replicación y transmisión de parásitos.
Le Roch y sus colegas analizaron la organización del genoma cuando el parásito se replica dentro de los glóbulos rojos y durante la diferenciación sexual en P. falciparum , así como durante la etapa de transmisión del mosquito a los humanos en P. falciparum y P. vivax . P. falciparum es el parásito más común y mortal. P. vivax responsable de enfermedades importantes, se encuentra principalmente en el sudeste asiático. Comprender cómo se regulan las transiciones entre las diversas etapas del ciclo de vida de los parásitos sigue siendo un objetivo importante en la investigación de la malaria.
Los investigadores utilizaron la secuenciación de próxima generación en UCR para comprender las características epigenéticas y cómo Plasmodium la cromatina se organiza a lo largo del ciclo de vida del parásito.
"La secuencia nos mostró cómo Plasmodium el genoma está organizado ", dijo Le Roch, quien dirige el Centro de Investigación de Enfermedades Infecciosas y Vectores en la UCR." Observamos que los genes que son específicos de cada etapa e importantes en la patogénesis están cerca uno del otro. Cuando no son necesarios,se agrupan en un centro represivo en el núcleo del parásito. Cuando se necesitan, la cromatina se abre y los genes se alejan del centro represivo ".
Los resultados aportan un nuevo nivel de conocimiento sobre la organización y la dinámica del genoma durante el Plasmodium el ciclo de vida, argumentan los autores, y abren nuevas vías para enfoques específicos hacia la comprensión de la regulación genética de parásitos.
"Las moléculas que inhiben la reestructuración del genoma a lo largo de los ciclos de vida tienen el potencial de actuar como potentes antipalúdicos", dijo Le Roch. "Comprender los elementos genéticos y epigenéticos que controlan el desarrollo del parásito, incluidas las etapas que son responsables de la transmisión de laenfermedad, es clave para el desarrollo final de nuevas estrategias terapéuticas y de bloqueo de transmisión ".
Le Roch, miembro del Instituto de Biología del Genoma Integrativo de la UCR, recibió recientemente una subvención de cinco años y $ 3.2 millones de los Institutos Nacionales de Salud para continuar su trabajo en la estructura de la cromatina en Plasmodium .
"Esta generosa donación nos permitirá desarrollar enfoques de vanguardia para caracterizar proteínas y componentes moleculares que regulan la expresión génica y la arquitectura del genoma 3D de P. falciparum a lo largo de su ciclo de vida ", dijo." Esperamos que nuestro nuevo estudio ofrezca nuevas ideas sobre la biología del parásito y nos ayude a identificar nuevos objetivos para matar el parásito ".
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Riverside . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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