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由研究所研究人员领导的一个国际小组已经可视化了世界上最致命的疟疾寄生虫恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)用于进入和感染人体血细胞的独特分子“关键”。这一突破为科学家提供了设计抗击普遍寄生虫的疫苗所需的缺失信息。这一发现代表了一个重要的里程碑，因为疟疾寄生虫每年导致超过50万人死亡，并且还没有一种有效的疫苗来保护它。
今天在Nature上发表的这项研究由Walter和Eliza Hall研究所的Alan Cowman教授和Wilson Wong博士以及Howard Hughes医学研究所的Janelia研究园区(美国)和丹麦的ExpreS2ion Biotechnologies公司的合作者领导。
感染的“关键”
首次使用诺贝尔奖获得的低温EM(低温电子显微镜)技术实现了寄生虫引起感染的第一个三维图像。Cowman教授说，“关键”是三种寄生虫蛋白质的复合物 - 称为Rh5，CyRPA和Ripr - 它们共同作用以解锁并进入细胞。
“这种复合物对于疟疾寄生虫进入细胞并导致感染的能力至关重要。通过这些新信息，我们现在可以更好地瞄准寄生虫，因为我们了解它如何起到感染血液的作用。“捕获蛋白质复合物的第一个图像 - 以惊人的清晰度显示出它的外观 - 是鳗鱼研究领域的'尤里卡'时刻，”他说。
这些发现具有重要意义，因为疟疾寄生虫进入人体红细胞能够快速生长，繁殖和扩散; 引发严重症状，如发烧，发冷，不适，腹泻和呕吐。了解寄生虫如何进入细胞开辟了阻止寄生虫感染人类并阻止疾病和传播循环的机会。
第一次看到
由Cowman教授领导的墨尔本团队通过遗传工程寄生虫DNA和提取蛋白Rh5和CyRPA为该研究准备了样品。第三种蛋白质Ripr由生物技术公司ExpreS2ion生产。
Wong博士说，'Rh5 / CyRPA / Ripr'复合物的三维图像是使用世界上最先进的低温电子显微镜Titan Krios在Howard Hughes医学研究所的Janelia研究园区获得的。“我们与美国同事一起，从不同角度获得了数十万幅复合体图像。“在高功率计算的帮助下，我们能够将这些组合在一起，揭示了Rh5 / CyRPA / Ripr复合物的第一个高分辨率三维图像 - 这是寄生虫引起感染能力的关键，”黄博士说。
'蓝图'使疫苗成为可能
Cowman教授表示，新结构为研究人员提供了设计针对恶性疟原虫寄生虫的有效疫苗的关键信息。“我们现在拥有设计疫苗所需的信息，为免疫系统提供有关如何阻止疟疾寄生虫的准确说明。
“如果我们能够阻止蛋白质复合物的形成，恶性疟原虫就永远不会拥有感染人体血细胞所需的钥匙，”他说。“让这一发现变得有益，因为它为我们迈出了重要的一步，希望有朝一日能够实现消灭疟疾的最终目标。”
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