Длинная некодирующая РНК малярийного плазмодия необходима для его размножения

Американские исследователи изучили разнообразие длинных некодирующих РНК (lncRNA) малярийного плазмодия (Plasmodium falciparum) в цитоплазме и клеточном ядре. В общей сложности они идентифицировали 1768 lncRNA, причем больше всего их было сконцентрировано рядом с генами, участвующими в патогенезе и жизненном цикле паразита. Статья с результатами исследования опубликована в Nature Communications.

Используя глубокое секвенирование и исследование профиля созревающих РНК, ученые выявили в общей сложности 1768 lncRNA малярийного плазмодия, причем 41% из них уникален для P. falciparum. Для исследования авторы взяли ранние стадии жизненного цикла плазмодия: раннего кольца, раннего трофозоита, позднего шизонта и гаметоцита.

Далее ученые с помощью флуоресцентной гибридизации in situ с РНК (RNA-FISH) и секвенирования РНК одиночных клеток определяли внутриклеточную локализацию lncRNA, а также стадии, на которых они экспрессируются. Они выяснили, что lncRNA распределены и по ядру, и по цитоплазме плазмодия, причем 41% lncRNA был выявлен в ядерной фракции, 11% — в цитоплазматической, и еще 48% lncRNA были найдены и там, и там. Расположение семи lncRNA с предположительно ядерной локализацией авторы подтвердили, установив, что они колокализуются с хроматином.

Примечательно, что lncRNA специфическим образом взаимодействуют с особыми участками генома, в которых располагаются гены, вовлеченные в размножение паразита и патогенез, в частности, перестройки эритроцитов и дифференцировку половых стадий плазмодия. Близкое расположение lncRNA с этими генами коррелирует с высоким уровнем их экспрессии, поэтому авторы статьи предположили, что lncRNA регулируют экспрессию генов-мишеней совместно с транскрипционными факторами и эпигенетическими факторами.

Исследователи сфокусировались на длинной некодирующей РНК, которая особенно активно экспрессировалась в гаметоцитах, — lncRNA-ch14. Проведя ее нокаут с помощью CRISPR-Cas9, ученые показали, что она играет важную роль в дифференцировке половых стадий, особенно женских гаметоцитов. Даже частичная делеция этой РНК фатально сказывается на развитии паразита, хотя и не влияет на его способность инфицировать комара. Плазмодии, лишенные lncRNA-ch14, давали гораздо меньше ооцист, чем плазмодии дикого типа. Оказалось, что lncRNA-ch14 контролирует, по крайней мере частично, экспрессию генов, участвующих в развитии гаметоцитов.

Авторы работы рассчитывают, что полученные ими данные по lncRNA малярийного плазмодия могут помочь в создании новых препаратов от малярии. Это обнаружение «может открыть новые возможности для разработки терапевтических стратегий борьбы с P. falciparum, направленных на остановку жизненного цикла паразита, его половой дифференциации, а также блокировку передачи паразита комарам» — утверждает Карина Ле Рош, руководительница Центра изучения инфекционных заболеваний и их переносчиков Калифорнийского университета в Риверсайде.

Цитата по пресс-релизу

Чего мы не знаем о мейозе малярийного плазмодия