Echo顯微鏡在對瘧原蟲獨特分裂機制解析的應用

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)調控制分裂進程。但瘧原蟲有所不同，在惡性瘧原蟲的無性復制周期中，其經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，多核細胞經歷一輪胞質分裂，產生數(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，了解瘧原蟲中驅動和調節(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的蛋白復合物，該蛋白的缺失將導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合物結合蛋白(MCMBP)的瘧原蟲同系物(PfMCMBP)，它與MCM復合物(基因組DNA復制所需的復制解旋酶)結合。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)定結構域的血凝素表位標簽融合到3D7菌株中內源PfMCMBP的羧基末端，產生3D7-PfMCMBP3HADD轉基因寄生蟲株。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實現(xiàn)正倒置配置的切換；無傳統(tǒng)目鏡設計，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