疟原虫配子发生起始信号的调控机制

疟原虫每年导致数亿人口感染疟疾和超过45万人死亡。疟原虫必须通过雌性按蚊才能在哺乳动物间传播。疟疾病人被按蚊叮咬吸血后，疟原虫进入按蚊消化道，启动配子发生，雌雄配子体分别激活成有受精能力的雌配子和雄配子，这是疟原虫按蚊传播的第一步。从1998年发现按蚊代谢物-黄尿酸（XA）是配子发生的激活信号，到后来揭示XA激活配子体细胞内cGMP-PKG-Ca2+信号通路。迄今为止，疟原虫如何感受XA和激活cGMP信号依然未知。

近日，厦门大学生命科学学院袁晶教授发表了题为“An intracellular membrane protein GEP1 regulates xanthurenic acid induced gametogenesis of malaria parasites”的研究论文。该工作揭示了疟原虫通过媒介按蚊传播过程中的第一步-配子发生中环磷酸鸟苷cGMP信号的激活机制。

课题组建立了疟原虫CRISPR/Cas9方法。之前工作中，课题组揭示了疟原虫按蚊传播中动合子运动的cGMP信号的调控机制（Current Biology，2018）。

在这项研究中，研究人员通过开展配子体膜蛋白编码基因的基因敲除和表型筛选，发现了一个多跨膜蛋白GEP1。GEP1敲除疟原虫可以形成正常雌雄配子体，但是配子激活完全阻断，不能产生雌雄配子，进而失去按蚊感染和传播能力。机制上，GEP1位于cGMP信号上游，结合cGMP合成酶GCα进而维持GCα的基本催化活力。XA刺激能够促进GEP1/GCα互作，迅速增加cGMP的产生，从而起始cGMP/PKG信号依赖的配子发生。