印第安纳大学医学院研究人员的一项新研究揭示了刚地弓形虫（Toxoplasma gondii）如何制造其所需的蛋白质，这些蛋白质使其能够进入一种休眠状态，从而逃避药物治疗。该研究最近以特别荣誉的形式发表在《生物化学杂志》上。
刚地弓形虫是一种单细胞寄生虫，人们可以通过猫粪、未洗的农产品或未煮熟的肉感染这种寄生虫。据估计，全球有三分之一的人口被感染。感染后，这种寄生虫会引起轻微的疾病，然后通过在身体各处（包括大脑）形成囊肿而持续存在。
刚地弓形虫囊肿与行为变化和精神分裂症等神经疾病有关。当免疫系统受损时，囊肿还可能重新激活，导致危及生命的器官损伤。虽然有药物可以将弓形虫病置于缓解状态，但目前尚无法清除感染。更好地了解寄生虫如何形成囊肿将有助于科学家找到治愈方法。
通过多年的合作研究，印第安纳大学医学院肖尔特教授比尔·沙利文（Bill Sullivan）博士和罗纳德·C·韦克（Ronald C. Wek）博士展示了刚地弓形虫是如何通过改变蛋白质的合成来形成囊肿的。蛋白质决定了细胞的命运，由mRNA编码。
“但mRNA可以在细胞中存在而不被转化为蛋白质，”沙利文说，“我们已经证明，刚地弓形虫在转化为囊肿时会切换哪些mRNA被转化为蛋白质。”
主要作者维什卡·戴伊（Vishakha Dey）博士是印第安纳大学医学院的一名博士后研究员，也是沙利文实验室的成员，她研究了名为BFD1和BFD2的基因的所谓引导序列，这两个基因对于刚地弓形虫形成囊肿都是必需的。
“mRNA不仅编码蛋白质，而且它们从一个引导序列开始，其中包含了何时应将mRNA转化为蛋白质的信息，”戴伊说。
所有mRNA在其引导序列的开头都有一个称为帽的结构。核糖体（将mRNA转化为蛋白质的机器）结合到帽上，并扫描引导序列，直到找到正确的代码开始制造蛋白质。
“我们发现，在囊肿形成过程中，BFD2在核糖体结合帽并扫描引导序列后被转化为蛋白质，这是预期的结果，”戴伊说。“但BFD1并不遵循这一常规。它的生产不依赖于mRNA的帽，就像大多数其他mRNA一样。”
研究团队进一步表明，只有在BFD2结合到BFD1 mRNA引导序列中的特定位点后，BFD1才会被转化为蛋白质。
沙利文表示，这是一种称为帽独立翻译的现象，这在病毒中更为常见。
“在具有类似我们细胞解剖结构的微生物中发现这一点令人惊讶，”沙利文说，“这说明了这种蛋白质生产系统在细胞进化中的古老性。我们也很兴奋，因为参与这一过程的成分在人类细胞中不存在，这使它们成为潜在的药物靶点。”
《生物化学杂志》将这项新研究评为“编辑精选”论文，代表了一组经过精心挑选的高质量论文，对读者具有广泛的兴趣。
“这篇论文描述了一种机制，即引起人类弓形虫病的寄生虫如何应对压力并使寄生虫得以生存，”《生物化学杂志》副主编、德克萨斯大学西南医学中心教授乔治·N·德马蒂诺（George N. DeMartino）博士说，“这一机制的发现为治疗这些感染提供了基础。此外，类似的机制在癌症中也非常重要，表明它可能是多种人类疾病的治疗靶点。”
该研究的其他合著者包括印第安纳大学医学院的迈克尔·霍姆斯（Michael Holmes）博士和马特乌斯·S·巴托斯（Matheus S. Bastos）博士。该研究得到了美国国立卫生研究院和肖尔特基金会的资助。
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