Wissenschaftler entdecken Leishmania-Parasiten mit dem jonglieren von Chromosomen

Wissenschaftler fanden einen tödlichen Parasiten, der mit einigen seiner Chromosomen in doppelter Ausführung, andere in dreifacher Ausführung, während noch andere vorhanden sind, vier oder sogar fünf mal. Außerdem, das kopieren Anzahl variiert zwischen Individuen. Solche bizarren auftreten hat noch nie in der Natur gefunden, in jedem Organismus. Als eine Regel, Chromosomen kommen sollte Paare. Die Wissenschaftler vom Institut für Tropische Medizin (ITG) und des Wellcome Trust Sanger Institute, machte die verblüffende Entdeckung, während der Entschlüsselung des genetischen Codes von einer Reihe von Leishmania-Parasiten. Ihre Ergebnisse berichten Sie in der angesehenen Zeitschrift Genome Research.

Leishmanien, einzelligen Parasiten der Menschen und Tiere, ist angeblich unter biomedizinischen Wissenschaftlern ein wenig wie ein Charakter, der als Experte in der Anpassung an seine Umwelt und die manipulation der Wirtszelle, den Makrophagen. Der Mikro-Organismus verursacht Leishmaniose, eine der wichtigsten parasitären Krankheiten nach malaria: übertragung durch einen Mückenstich, es betrifft über 2 Millionen Menschen in 88 Ländern (darunter die südeuropäischen Länder) und jährlich sterben mehr als 50.000 Menschen weltweit. Das Chromosom jonglieren werden sollte, seltsam genug für einen Organismus, aber ITG und Sanger Wissenschaftler entdeckten auch, dass die einzelnen Parasiten Leishmania donovani (der Arten verursacht die tödliche Krankheit, viszerale Leishmaniose), die genetisch sehr nahe, noch reagieren völlig unterschiedlich auf die gleichen Medikamente. Die Forscher untersuchten Parasiten aus Nepal und Bihar (Indien), alle absteigend von ein paar überlebenden der DDT-Kampagnen in den sechziger und daher mit wenig genetische variation.

Unter Ausnutzung der neuesten Entwicklungen in der DNA-Sequenzierung Technologien (auch bekannt als next generation sequencing), die Sie entzifferten das komplette Genom von 17 L. donovani-Stämme, unterschieden sich in Ihrer Reaktion auf Medikamente. Die Ermittler verglichen die 17-genomen, auf der Suche nach Mutationen (sogenannte Einzel-Nukleotid-Polymorphismen oder SNPs, die in der Biomedizin), die erklären könnten, warum einige Stämme waren resistent gegen Medikamente, und andere nicht. Sie fanden nur ein paar.

Aber Sie fanden noch zwei weitere Dinge. Sie entdeckte kreisförmige Stücke von DNA, die hatte, befreite sich von den Chromosomen entsprechen könnte „erste Hilfe kits“ erlaubt dem Parasiten, um sich an die Droge Druck. Aber das wichtigste: die Chromosomen des Parasiten nicht auftreten, als Paare, als ist üblich in der Natur. In Labor-Stämme unter experimentellen Bedingungen wurde bereits gezeigt, dass Leishmania-Parasiten überleben können, mit ‚unnatürlich‘ zahlen von ein paar Chromosomen, aber die ITG und die Sanger-Wissenschaftler jetzt gezeigt, dass die Parasiten tun das gleiche im realen Leben – und zu einem unerwarteten Ausmaß.

Bis jetzt wurde davon ausgegangen, dass die zelluläre Maschinerie einer Zelle konnte nicht ordnungsgemäß mit Chromosomen, die vorhanden sind in eine unterschiedliche Anzahl von Kopien. Chromosomen sollte auftreten, in Paare, die Geschlechts-Chromosomen X und Y bilden ein paar. Einige Pflanzen haben Sie in fours, dann aber alle Chromosomen erscheinen in vierfacher. In Ausnahmefällen ist ein Organismus, der überlebt, mit einer Einzel-oder einer dreifach-Chromosom. Als daran erinnert, von Dr. Jean-Claude Dujardin, senior-Autor von der ITM, „die meisten der Zeit, die Auffälligkeiten in Chromosom sind problematisch für den Organismus. Zum Beispiel Menschen mit Down-Syndrom haben drei Exemplare des Chromosoms 21. Radikalen Abweichungen sind nicht lebensfähig.

Oder zumindest war dies die Regel, bis jetzt. Leishmania perfekt Leben kann, auch mit mehreren Chromosomen in dreifacher Ausfertigung, die die anderen in vierfacher Ausfertigung und sogar ein paar in das Fünffache. Und mit jedem der 17 untersuchten Stämme die zahlen waren andere!“

Es ist nicht ganz klar, warum dieser Parasit verhält sich so Verschieden von anderen lebenden Organismen, aber die Ermittler glauben, dass das jonglieren mit der Kopienzahl der Chromosomen könnte eine Waffe in die unablässig harte Kampf der Parasiten gegen die enormen Beanspruchung durch die Drogen und das Minenfeld des menschlichen Immunsystems.

„Unsere Arbeit unterstreicht, wie genomische Forschung verändert unsere Ansichten über diese Parasiten“, sagt Dr. Matt Berriman, der senior-Autor vom Sanger-Institut. „Wir zeigen, dass die Entwicklung dieser Organismen ist nicht nur bestimmt von Buchstaben, änderungen in Ihrer genetischen codes, aber auch durch größere Mutationen in der Kopie Anzahl von Genen und ganzer Chromosomen. Die Ergebnisse haben es uns ermöglicht, zu entdecken, mehr über seine natürlichen variation und genetische Struktur, die wichtig ist für die weitere Entwicklung von wirksamen Therapien.“

In dem moment, Kliniker in Nepal und Indien sind zu isolieren Hunderte neue Stämme des Parasiten, die letztlich werden alle sequenzierten für die Analyse von Chromosom Inhalt unter anderem. Diese langfristige multidisziplinäre Arbeit ist von oberster Bedeutung für die Gesundheit-Experten weltweit.

Wie hervorgehoben durch Dr. Shyam Sundar (Banaras Hindu University, Varanasi, Indien), co-Autor der Studie und Autorität in der klinischen Forschung auf der viszeralen Leishmaniose in der indischen sub-Kontinent: „die Genom-Sequenz führt das zu einem besseren Verständnis der Droge-Ziele und Konzeption neuer Ansätze für die Chemotherapie, wird es helfen, die Identifizierung der Parasiten genetische Variationen führen zu Resistenzen, führt letztlich zu einer besseren Kontrolle der viszeralen Leishmaniose-Epidemie“

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