由加州大学河滨分校（UC Riverside）领导的研究团队在恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）的基础研究中取得了一项突破，这一发现可能促成新型、高度靶向的抗疟疾疗法。
研究团队由分子、细胞与系统生物学教授卡琳·勒·罗赫（Karine Le Roch）领导，他们发现了恶性疟原虫中一种独特的寄生虫特异性细胞器——“顶质体”（apicoplast）内的两种关键蛋白，这些蛋白负责调控基因表达。这两种蛋白属于RAP（RNA结合域在顶复门生物中丰富存在）蛋白家族。与人类相比，这类蛋白在寄生虫中数量更多，并在调控RNA分子并将其翻译为蛋白质的过程中发挥关键作用。
通过先进的遗传学工具，研究团队创建了恶性疟原虫的敲低菌株，以选择性地失活两种RAP蛋白——PfRAP03和PfRAP08。研究发现，失去其中任何一种蛋白都会导致寄生虫死亡，从而证实了它们的关键作用。
研究人员还发现，PfRAP03和PfRAP08分别特异性结合核糖体RNA（rRNA）和转运RNA（tRNA）分子。这些非编码RNA对于顶质体内蛋白质合成至关重要。
“这是首次有人展示顶质体中的RAP蛋白如何直接与rRNA和tRNA相互作用，”勒·罗赫表示，她是加州大学河滨分校传染病媒介研究中心主任。“我们现在从机制上展示了这些蛋白如何在一种完全不同于人体的细胞器中调控翻译。”
勒·罗赫解释说，人类只有6种RAP蛋白，而像疟原虫这样的寄生虫却有20多种。“这种进化上的扩展表明，RAP蛋白可能执行寄生虫特有的功能，使它们成为令人兴奋的药物靶点。”
这项研究发表于《细胞报告》（Cell Reports），建立在该团队之前关于寄生虫线粒体中RAP蛋白的研究基础上，并首次详细分析了它们在顶质体中的功能。
顶质体是一种独特结构，仅存在于顶复门寄生虫中——这是一大类单细胞生物，包括恶性疟原虫（Plasmodium）、弓形虫（Toxoplasma gondii）和巴贝斯虫（Babesia）。由于其独特性，顶质体成为了一个理想的治疗靶点，可以清除寄生虫而不伤害人类宿主。
“尽管我们论文的重点是疟疾，但其意义延伸至其他顶复门疾病，例如对孕妇尤其危险的弓形虫病（toxoplasmosis）以及在美国日益增长的蜱传威胁——巴贝斯虫病（babesiosis），”勒·罗赫说道。“这项工作揭示了整个寄生虫类群的脆弱性，暴露了这些寄生虫所依赖的分子机器。如果我们能破坏它，就能在这些疾病发作前阻止它们。”
目前尚无药物直接靶向RAP蛋白，但勒·罗赫的实验室正在努力解析这些RNA-蛋白质复合物的3D结构，这是基于结构进行药物设计的关键一步。
“我们的研究为未来的治疗策略迈出了重要一步，”勒·罗赫说道。“通过靶向那些对寄生虫至关重要且没有人类对应物的蛋白，我们可以开发出既高效又副作用极小的药物。”
本研究的合作者包括第一作者托马斯·霍林（Thomas Hollin）、泽纳卜·查欣（Zeinab Chahine）、史蒂文·阿贝尔（Steven Abel）、托德·伦茨（Todd Lenz）、雅克·普鲁多姆（Jacques Prudhomme）、凯特琳·玛丽·伊巴涅斯（Caitlyn Marie Ybanez）和阿纳希塔·S·阿比扎德（Anahita S. Abbaszadeh）（均来自加州大学河滨分校）；查尔斯·班克斯（Charles Banks）和劳伦斯·弗洛伦斯（Laurence Florens）（来自密苏里州堪萨斯城的斯托尔斯医学研究所）；以及夏丽丝·F·A·帕萨赫（Charisse Flerida A. Pasaje）和贾辛·C·奈尔斯（Jacquin C. Niles）（来自麻省理工学院）。
该研究得到了美国国立卫生研究院过敏与传染病研究所（National Institute of Allergy and Infectious Diseases of the National Institutes of Health）和加州大学河滨分校的资助。
研究论文题为“RAP蛋白调控恶性疟原虫顶质体非编码RNA加工”。
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