由加州大学河滨分校（UCR）领导的一支研究团队在对恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）的基础理解上取得了重要进展。这种寄生虫是导致最致命形式的人类疟疾的罪魁祸首，而这一发现可能使新型、高度靶向的抗疟疾疗法成为可能。
该研究由分子、细胞与系统生物学教授卡琳·勒罗什（Karine Le Roch）领导。研究团队识别出恶性疟原虫“顶质体”（apicoplast）中两种关键蛋白质。顶质体是一种独特的、寄生虫特异性的细胞器。这两种蛋白质属于RAP（RNA结合域在顶复门生物中丰富的蛋白）家族，其数量在寄生虫中远超人类，并在调控RNA分子及其翻译成蛋白质的过程中发挥关键作用。
利用先进的遗传工具，研究团队创建了恶性疟原虫的敲低菌株，以选择性地失活两种RAP蛋白——PfRAP03和PfRAP08。他们发现，任一蛋白的缺失都会导致寄生虫死亡，从而证实了它们的重要性。
研究人员还发现，PfRAP03和PfRAP08分别特异性结合到核糖体RNA（rRNA）和转运RNA（tRNA）分子上。这些非编码RNA对顶质体内的蛋白质合成至关重要。
“这是首次有人展示了顶质体中的RAP蛋白如何直接与rRNA和tRNA相互作用。”勒罗什表示，她同时担任UCR传染病载体研究中心主任。“我们现在从机制上揭示了这些蛋白质如何在一种完全不同于人体的细胞器中调控翻译。”
勒罗什解释说，人类只有6种RAP蛋白，但像疟原虫这样的寄生虫则拥有超过20种。“这种进化上的扩张表明，RAP蛋白可能执行寄生虫特有的功能，因此成为令人兴奋的药物靶点。”
这项研究发表于《细胞报告》（Cell Reports），建立在该团队之前关于寄生虫线粒体中RAP蛋白的研究基础上，同时也是首次详细分析其在顶质体中的功能机制。
顶质体是一种在人类细胞中不存在的独特结构，仅存在于顶复门寄生虫中，这是一大类单细胞生物群体，包括疟原虫（Plasmodium）、弓形虫（Toxoplasma gondii）和巴贝斯虫（Babesia）。这种独特性使其成为理想的治疗靶点，可以消除寄生虫而不伤害人类宿主。
“虽然本文的重点是疟疾，但其影响延伸至其他顶复门疾病，例如对孕妇尤其危险的弓形虫病，以及在美国日益增长的蜱传威胁——巴贝斯虫病。”勒罗什说，“这项工作揭示了整个寄生虫类别的弱点，暴露了这些寄生虫赖以生存的分子机器。如果我们能将其破坏，就能在这些疾病扎根之前阻止它们。”
目前尚无药物专门针对RAP蛋白，但勒罗什的实验室正在努力解析这些RNA-蛋白质复合物的三维结构，这是迈向基于结构的药物设计的关键一步。
“我们的研究是未来治疗策略的重要一步。”勒罗什说，“通过靶向那些对寄生虫至关重要的、且在人体中没有对应物的特异性蛋白，我们可以开发出既有效又副作用最小的药物。”
参与本研究的还有第一作者托马斯·霍林（Thomas Hollin）、泽纳卜·查欣（Zeinab Chahine）、史蒂文·阿贝尔（Steven Abel）、托德·伦茨（Todd Lenz）、雅克·普鲁多姆（Jacques Prudhomme）、凯特琳·玛丽·伊巴内兹（Caitlyn Marie Ybanez）和阿纳希塔·S·阿巴斯扎德（Anahita S. Abbaszadeh），均来自UCR；密苏里州堪萨斯城斯托尔斯医学研究所的查尔斯·班克斯（Charles Banks）和劳伦斯·弗洛伦斯（Laurence Florens）；以及麻省理工学院的查丽斯·弗莱里达·A·帕萨赫（Charisse Flerida A. Pasaje）和雅克兰·C·尼尔斯（Jacquin C. Niles）。
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