疟疾寄生虫可能有自己的昼夜节律

研究人员在5月15日的《科学》杂志上报告说，新的遗传分析表明，疟原虫寄生虫拥有自己的昼夜节律，并且不依赖于宿主的内部时钟。弄清楚疟原虫的时钟如何滴答可能会导致破坏它的方法，可能会增加不断增长的疟疾治疗方法(SN:11/27/13)。2018年，蚊媒疾病使全球约2.28亿人患病，并造成超过40万人死亡。

疟疾感染是一系列周期性症状。根据所涉及的疟原虫种类，发烧和发冷大约每24、48或72小时恢复一次，这要归功于寄生虫在宿主体内的同步繁殖和对宿主红细胞的破坏。

达拉斯德克萨斯大学西南医学中心霍华德休斯医学研究所的分子寄生虫学家FilipaRijo-Ferreira说，研究人员长期以来一直认为感染的节律性可能是由宿主的昼夜节律驱动的。生物钟帮助生物体预测其环境中有规律的周期性变化，例如昼夜循环和每日温度波动。这些时钟由驱动日常节律(SN:10/2/17)的基因和蛋白质组成，例如激素的释放，并且通常在许多动物中以24小时为周期运行。

Rijo-Ferreira及其同事最近表明，称为昏睡病的锥虫寄生虫有自己的内部时钟。因此该团队决定在疟原虫中寻找类似的能力。

科学家们追踪了受感染小鼠宿主体内疟疾寄生虫基因开启和关闭的节奏。研究人员将一些老鼠置于持续的黑暗中，消除了白天和黑夜的线索，并打乱了动物的昼夜节律。但这些小鼠体内寄生虫基因活动水平变化的时间与暴露于正常昼夜循环的小鼠相似。

接下来，为了查看寄生虫是否使用宿主的进食时间表来调整它们的时钟，该团队为老鼠提供了全天均匀分布的食物。但这些小鼠体内的疟原虫与每天喂食一次的小鼠体内的疟原虫保持着相同的内部节律。

当寄生虫处于完全没有生物钟的宿主体内时，病原体的计时能力就会不受阻碍地滴答作响。这些发现表明，设置宿主时钟的光线和进食线索不会影响寄生虫的节律，这表明寄生虫有自己独立的时钟。

更重要的是，在经过基因改造使其生物钟略长于24小时的突变小鼠中，寄生虫试图将它们自己的生物钟与宿主的生物钟同步，从而减慢它们的步伐。虽然疟疾寄生虫可以与宿主的时间表平行，但它们并不依赖于宿主的时钟，该团队得出结论，这表明寄生虫在感染期间使用自己的时钟与宿主的时钟保持一致。

但是，研究人员说，虽然单个疟原虫寄生虫似乎有一个独立于宿主的内部时钟，但同步宿主内部寄生虫种群的所有时钟显然需要宿主节律的输入。在缺乏内部时钟的小鼠中，整个寄生虫种群的同步性会缓慢衰减，并在八九天后分崩离析。这类似于在没有任何外部线索(例如阳光或化学物质)的情况下，哺乳动物细胞群中的内部时钟发生的情况。