研究者らは、トキソプラズマ症病原体の増殖に重要な細胞区画の出現と同時に進化したタンパク質を同定しました。トキソプラズマ症は、単細胞寄生虫であるトキソプラズマ T. gondii によって引き起こされる、世界中に見られる感染症です。人間では、特に妊娠中の女性にリスクがあり、出生時の欠陥を引き起こす可能性があります。マラリア病原体であるPlasmodium falciparumやその他の関連種と同様に、T. gondiiも宿主細胞に感染するための特別な器官であるロフトリーとミクロネームを持っています。LMU（ルートヴィヒ・マクシミリアン大学、ミュンヘン）の実験寄生虫学のチェアであるマルクス・マイスナー教授と、カナダのアルバータ大学のジョエル・ダックス教授が率いるチームは、この感染機構の進化を調査し、新しい治療アプローチの有望なターゲットとなる特定の器官特有のタンパク質を特定しました。
寄生虫の進化の過程で、ロフトリーやミクロネームのような特殊な器官だけでなく、これらの器官の生産と機能を保証するために必要なすべてのタンパク質機構も開発しました。いわゆる器官パラロジー仮説（OPH）は、現在の細胞器官の多様性は、器官のアイデンティティをコードする特定の遺伝子の複製と、その後の進化の時間の中での多様化によって生じたと提案しています。
「特定の構造を作り出すために、寄生虫はいくつかのタンパク質を再利用し、他のものを追加しなければなりませんでした」と、LMUの寄生虫学者、エレナ・ヒメネス＝ルイス博士は説明します。
バイオインフォマティクスとラボ分析の組み合わせ
T. gondiiとP. falciparumが属するアピコンプレックス群の生物で、器官の多様性がどの程度、どのように出現したかを調査するために、研究者たちは包括的なバイオインフォマティクス遺伝子分析と分子細胞生物学的方法を組み合わせました。この方法により、科学者たちはアピコンプレックス群で新しい器官とそのタンパク質機構の出現に関連する18の候補タンパク質を特定することができました。
「これらのタンパク質の1つ、ArlX3として知られるものについて、T. gondiiのミクロネームとロフトリーの形成において重要な役割を果たしていることを実験的に実証することができました」とヒメネス＝ルイス博士は言います。「ArlX3がなければ、寄生虫は繁殖することができなくなります。」
ArlX3が寄生虫には存在するが人間の細胞には存在しないため、研究者たちはこのタンパク質が新しい治療オプションの有望なターゲット構造を表していると考えています。さらに、彼らの方法は、寄生虫の細胞生物学についての重要な洞察をもたらすことができる特定のタンパク質のサブグループをさらに特定するために使用される可能性があります。
この新しい研究は、2024年2月15日にCell Reportsに掲載されました。オープンアクセス論文のタイトルは「Evolutionary Analysis Identifies a Golgi Pathway and Correlates Lineage-Specific Factors with Endomembrane Organelle Emergence in Apicomplexans（進化分析がゴルジ体経路を特定し、アピコンプレックス群における内膜器官の出現と系統特異的因子を相関させる）」です。
画像：トキソプラズマ・ゴンディ寄生虫
