加州大学河滨分校（UCR）领导的一个团队在恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）的基础研究方面取得了重要进展。恶性疟原虫是导致最致命的人类疟疾的寄生虫。这一突破可能使开发出新颖、高度靶向的抗疟疾疗法成为可能。
该团队由分子、细胞和系统生物学教授Karine Le Roch领导，他们发现了位于“顶质体”（apicoplast）内的两种关键蛋白。顶质体是一种独特且仅存在于寄生虫中的细胞器，P. falciparum也具备这种结构。这些蛋白质属于RAP（RNA结合域在顶复门生物中丰富的蛋白质）家族。相较于人类，寄生虫体内拥有更多的RAP蛋白，它们在调控RNA分子以及将其翻译成蛋白质的过程中发挥着关键作用。
通过使用先进的遗传工具，研究团队创建了P. falciparum的敲低菌株，以选择性地失活两种RAP蛋白——PfRAP03和PfRAP08。研究发现，这两种蛋白的缺失均会导致寄生虫死亡，从而证实了它们的重要作用。
研究人员还发现，PfRAP03和PfRAP08分别特异性结合到核糖体RNA（rRNA）和转运RNA（tRNA）分子上。这些非编码RNA在顶质体内的蛋白质合成过程中起着基础性作用。
“这是首次有人展示了顶质体中的RAP蛋白如何直接与rRNA和tRNA相互作用，”Karine Le Roch教授说道，她同时担任UCR传染病媒介研究中心主任。“我们已经从机制上证明了这些蛋白质如何在一种完全异于人体的细胞器中调控翻译。”
Le Roch解释说，人类体内有六种RAP蛋白，而像P. falciparum这样的寄生虫则拥有超过20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，使其成为令人兴奋的药物靶点。”
这项研究发表在《细胞报告》（Cell Reports）期刊上，建立在该团队此前关于寄生虫线粒体中RAP蛋白的研究基础上，并代表了对其在顶质体中功能的首次详细机制分析。
与人类细胞中的任何结构都不同，顶质体是顶复门寄生虫独有的特征。顶复门是一大类单细胞生物群体，包括P. falciparum、弓形虫（Toxoplasma gondii）和巴贝斯虫（Babesia）。这种独特性使其成为理想的治疗靶点，可以在不伤害人类宿主的情况下消灭寄生虫。
“虽然我们的论文聚焦于疟疾，但其影响还延伸至其他顶复门寄生虫疾病，例如对孕妇尤其危险的弓形虫病，以及在美国日益严重的蜱传疾病巴贝斯虫病。”Le Roch表示，“这项工作揭示了整个寄生虫类群的脆弱性，暴露了这些寄生虫赖以生存的分子机制。如果我们能破坏这些机制，就能在疾病发作前阻止它们。”
目前尚无针对RAP蛋白的药物，但Le Roch的实验室正在努力解决这些RNA-蛋白质复合物的三维结构，这是迈向基于结构的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，”Le Roch说道，“通过靶向那些在人类中没有对应物的关键寄生虫特异性蛋白，我们可以开发出既有效又副作用最小的药物。”
参与这项研究的还有UCR的第一作者Thomas Hollin、Zeinab Chahine、Steven Abel、Todd Lenz、Jacques Prudhomme、Caitlyn Marie Ybanez和Anahita S. Abbaszadeh；密苏里州堪萨斯城Stowers医学研究所的Charles Banks和Laurence Florens；以及麻省理工学院的Charisse Flerida A. Pasaje和Jacquin C. Niles。
这项研究得到了美国国立卫生研究院下属的过敏与传染病研究所（NIAID）和UCR的资助支持。
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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