Анализ белка родопсина G

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 8243 (2022) Цитировать эту статью

820 Доступов

2 цитаты

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Шистосомоз — медицинское заболевание, вызываемое гельминтами рода Schistosoma. Жизненный цикл шистосом требует химически опосредованных взаимодействий с промежуточным (водная улитка) и окончательным (человек) хозяином. Блокирование развития паразита на стадии улитки требует лучшего понимания взаимодействия между улиткой-хозяином и свободноживущей формой Schistosoma, передающейся через воду (мирацидиум). Инновации в области геномики улиток и водных химических коммуникаций предоставляют идеальную возможность изучить коэволюцию улиток и паразитов на молекулярном уровне. Рецепторы, связанные с белком родопсина G (GPCR), представляют особый интерес для изучения того, как паразиты-трематоды перемещаются к своим хозяевам-улиткам. Потенциальная роль GPCR у паразитов делает их кандидатами в качестве мишеней для новых антигельминтных средств, которые нарушают промежуточные стадии жизненного цикла хозяина, предотвращая тем самым последующие заражения человека. С помощью геномно-биоинформационного подхода идентифицированы GPCR-ортологи между улиткой Biomphalaria glabrata и мирацидиями ее облигатного паразита Schistosoma mansoni. Мы показываем, что 8 GPCR родопсина S. mansoni, экспрессируемые на стадии мирацида, имеют общее аминокислотное сходство с 8 различными GPCR родопсина B. glabrata, особенно в трансмембранных доменах, что указывает на консервативные структурные особенности. Эти GPCR включают рецептор-сироту пептида, а также несколько рецепторов с сильной гомологией последовательностей с рабдомерными рецепторами опсина, рецептор серотонина, рецептор сульфакинина (SK), рецептор аллатостатина-A (буккалин) и рецептор FMRFамида. Пептиды буккалина и FMRFa были идентифицированы в воде, кондиционированной B. glabrata, и мы показываем, что синтетический буккалин и FMRFa могут стимулировать значительную скорость изменения направления и реакции поворота назад у S. mansoni miracidia. Ортологи GPCR были идентифицированы у S. mansoni miracidia и B. glabrata. Эти GPCR могут обнаруживать сходные лиганды, в том числе запахи, полученные из улиток, которые могут облегчить поиск мирацидного хозяина. Эти результаты закладывают основу для будущих исследований, выясняющих механизмы, с помощью которых GPCR опосредуют поиск хозяина, что может привести к потенциальной разработке новых антишистосомальных вмешательств.

Многоклеточные гельминты рода Schistosoma являются основными этиологическими агентами шистосомоза человека — заболевания, эндемичного в 74 странах, которым страдают более 200 миллионов человек во всем мире1. Ежегодно во всем мире от шистосомоза прямо или косвенно умирают до 200 000 человек2, а около 600 миллионов человек проживают в эндемичных районах3. Шистосомы имеют сложный раздельнополый жизненный цикл, включающий бесполое размножение личинок в промежуточном хозяине-моллюске и взрослых червей, размножающихся половым путем, в окончательном хозяине-млекопитающем. В воде из яиц Schistosoma mansoni вылупляются свободноживущие подвижные мирацидии, которые должны найти и заразить совместимого хозяина-улитку, Biomphalaria glabrata4. После заражения один мирацидий может размножаться бесполым путем через материнские и дочерние спороцисты в несколько тысяч церкарий, каждый из которых при высвобождении может развиться во взрослого червя в человеческом хозяине. Сложные физиологические и морфологические изменения, связанные с жизненным циклом шистосом, означают, что антропогенный контроль передачи может быть направлен на несколько стадий жизненного цикла. В настоящее время взрослые черви обычно уничтожаются путем лечения инфицированных людей препаратом празиквантел5. Тем не менее, болезнь остается постоянной угрозой в развивающихся странах, и Всемирная организация здравоохранения признала, что необходимы дальнейшие исследования стадии заражения улиток6. Например, альтернативные методы вмешательства в жизненный цикл шистосом могут включать применение антигельминтных препаратов, нацеленных на поиск хозяина мирацидиями или церкариями7,8.