У малярийных плазмодиев нашли собственные биологические часы

Американские биологи доказали, что циклическое течениемалярии обусловлено наличием у малярийного плазмодия собственных циркадныхритмов, которые можно наблюдать даже в культуре in vitro и во время инфекции «асинхронного»хозяина. Результаты экспериментов изложены сразу в двух статьях в Science ( 1 , 2 ). Малярия — тяжелое инфекционное заболевание, которое вызываетсяпростейшим из рода Plasmodium . Возбудитель попадает вкровь жертвы с укусом определенного вида комара, и начинает размножаться внутрисначала клеток печени, а затем в эритроцитах — красных кровяных клетках. Течениемалярии характеризуется периодической лихорадкой, которая происходит раз в 24,48 или 72 часа. Цикличность болезни соответствует цикличности развитияплазмодиев, которые одновременно разрушают эритроциты и выходят наружу. Раньше считалось, что циклы развития паразита регулируютсяциркадными ритмами хозяина, однако ученые выяснили, что плазмодии в основном руководствуютсясобственными биологическими часами, которые, тем не менее, могут подстраиватьсяпод часы их хозяина. Две разные исследовательские группы на двух видахплазмодия проследили за экспрессией генов паразитов и убедились в еецикличности вне зависимости от внешних условий. Ученые из Юго-западного медицинского центра УниверситетаТехаса работали на мышиной модели малярии, которая вызывается простейшим Pla smodium chabaudi , и изучали транкриптом паразита каждые 3 часа втечение трех 24-часовых циклов. Они выяснили, что экспрессия 60 процентов геновплазмодия подвержена регулярным колебаниям в рамках цикла 24 часа, которыесохранились у мышей со сбитым режимом. В первом случае инфицированных мышей держалив темноте, нарушив их режим сна, а во втором случае хаотично кормили в течениесуток, нарушив режим питания. Оказалось, что ни то, ни другое не влияет на циклразвития плазмодия. Цикличность плазмодия наблюдалась даже у мутантных мышей свыключенным геном Cry ,у которых с рождения отсутствовал какой-либо режим дня. Тем не менее через 5-7дней инфекции синхронность циклов паразитов у таких мышей пропала. В мутантныхмышах с удлиненными до 26 часов сутками (т.е. их ежедневная жизнедеятельность укладываласьв 25,7 часов, в то время как у нормальных мышей в 23,7 часов) жизненный циклплазмодия растянулся соответственно хозяйскому. Исследователи сделали вывод,что каждый малярийный плазмодий регулирует свой жизненный цикл самостоятельно,однако способен воспринимать и сигналы со стороны организма хозяина, которые,видимо, помогают синхронизировать популяцию паразитов. Исследовательская группа из Университета Дьюка изучалаповедение четырех штаммов возбудителя человеческой малярии P lasmodium falciparum в культуре invitro . Ученые также анализировали состав РНК плазмодиев с интервалом в 3часа в течение 60-70 часов. Они обнаружили, что как минимум 87 процентовтранскриптов плазмодия подвержено циклическим колебаниям. Нужно отметить, чтогенов, гомологичных основным циркадным регуляторам животных, у плазмодиев нет,тем не менее, даже в культуре их жизненный цикл составил 48 часов с небольшимивариациями от штамма к штамму. Наблюдения ученых соответствуют существующей теории о том,что в составе организма каждая клетка имеет собственные биологические часы(циркадные ритмы), однако их цикл не обязательно составляет ровно 24 часа. Дляподстройки всех клеточных часов нужен «мастер-регулятор», который у млекопитающихрасположен в гипоталамусе. За открытие биологических часов и механизма работы в2017 году была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине, почитатьоб этом подробнее можно в нашем материале «Ход часов лишь однозвучный» . Дарья Спасская