Nuove prove di genetica 'corsa agli armamenti' contro la malaria

Luglio 20, 2015 Admin Salute 0 2
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Il team internazionale è stato condotto da Sarah Tishkoff, professore conoscenza Penn integra con gli appuntamenti del dipartimento di genetica in Perelman School of Medicine della Penn e il dipartimento di biologia della biologia presso la Scuola di Arti e delle Scienze, e Wen-Ya Ko, un borsista post-dottorato in il dipartimento di genetica presso la scuola di medicina. Hanno eseguito un'analisi genetica di 15 gruppi etnici in Africa, alla ricerca di varianti del gene che potrebbe spiegare diverse suscettibilità locale alla malaria.

La loro ricerca è stata pubblicata online sulla rivista American Journal of Human Genetics, il 2 giugno.




La malaria rimane una delle malattie più mortali del pianeta, ogni anno uccide circa un milione di persone, il 90% dei quali vive in Africa. Diverse popolazioni mostrano diverse risposte ai parassiti che causano la malaria; il team ha condotto il più grande confronto incrociato popolazione sempre su una coppia di geni correlati alla capacità di malaria di entrare nelle cellule rosse del sangue.

"Quando si tenta di individuare le varianti che sono associate con predisposizione alla malattia, è importante fare uno studio in scala molto bene", ha detto Ko. "Diverse popolazioni evolvono in modo indipendente, in una certa misura, in modo da popolazioni differenti possano venire con mutazioni uniche."

Il ciclo di vita della malaria dipende infettare i globuli rossi legandosi alla loro superficie, che è il motivo per cui le mutazioni, come l'anemia falciforme, che cambiano la forma complessiva di queste cellule sono pensati per avere sperimentato selezione positiva.

"Sia ospite e il parassita tentano di combattere con le mutazioni, è una co-evoluzione di armi-gara che lascia una firma di selezione sui geni," Ko ha detto. "Abbiamo identificato alcuni polimorfismi a singolo nucleotide che sono candidati per quella firma."

Attraverso i 15 insiemi di popolazione, i ricercatori si sono concentrati su polimorfismi in una coppia di geni che codificano per proteine ​​chiamate glicoforina A e glicoforina B. Queste proteine ​​presenti sulla superficie dei globuli rossi e modifiche alla loro forma influenzano la capacità del parassita provoca malaria di legarsi a loro e di infettare le cellule.

Vi sono, tuttavia, due teorie contrastanti perché cambiamenti glicoforina tassi forma di influenza di malaria. Una teoria suggerisce che glicoforina A agisce come un'esca, facendosi più attraente per vincolante in modo che gli agenti patogeni non infettano le cellule più vulnerabili. Un'altra teoria suggerisce che glicoforina A muta in modo che i parassiti della malaria non può legarsi a tutti.

I ricercatori hanno osservato i modelli di selezione naturale che agiscono sulle diverse regioni dei due geni diversi. Essi hanno osservato un eccesso di variazione genetica essere mantenuto nella regione di glicoforina A che gioca un ruolo critico di entrata del parassita della malaria nella cella sangue.

"Questa firma della selezione era più forte nelle popolazioni che hanno la maggiore esposizione alla malaria", ha detto Tishkoff.

Inoltre, i ricercatori hanno identificato una variante nuova proteina a glicoforina B in diverse popolazioni con alti livelli di malaria che può anche essere un obiettivo della selezione naturale.

Confronti a scimpanzé e orangutan genomi hanno dimostrato che queste mutazioni si sono verificati dopo la stirpe umana diviso da questi primati strettamente correlati. Ma un processo noto come "conversione genica", in cui i geni simili possono acquisire le mutazioni di un l'altro durante la divisione cellulare, complica il monitoraggio l'esatta storia della diffusione della mutazione.

"I geni per glicoforina A e B sono sorti attraverso gene duplicazione. Sono più del 95 per cento simili tra loro sul piano sequenza" Ko detto. "Perché sono così simili, sequenze di A potrebbero legarsi a B durante la ricombinazione, il che significa una mutazione che si verifica su uno può essere condiviso con gli altri."

Questo aspetto di conversione genica potrebbe essere una chiave per aiutare l'uomo nella corsa agli armamenti genetica contro la malaria.

"Il genoma del parassita è altamente mutabile, e il suo tempo di generazione è breve, rispetto agli esseri umani, in modo da avere più mutazioni è utile per mantenere più rapidamente," Ko detto. "Questo è uno strumento nella corsa agli armamenti. Esso non può vincere la guerra, ma è un altro modo per aumentare la variazione."

Una migliore comprensione delle interazioni tra i geni del parassita della malaria e quello del suo ospite umano potrebbe anche dare ai ricercatori un vantaggio artificiale - farmaci o vaccini - nella lotta contro la malattia.

"Ogni nuova informazione su come la malaria infetta le cellule e come gli esseri umani si sono evoluti meccanismi di difesa naturale contro le infezioni che si aggiunge al corpo di conoscenze sulla patologia della malaria", ha detto Tishkoff. "Queste informazioni potrebbero aiutare nello sviluppo di trattamenti più efficaci contro la malaria."

Oltre a Ko e Tishkoff, la ricerca è stata condotta da Kristin A. Kaercher, Alessia Ranciaro e Jibril B. Hirbo di Penn; Emanuela Giombini e Paolo Marcatili del Dipartimento di Scienze Biochimiche dell'Università di Roma; Alain Froment del Musée de l 'Homme, Paris: Muntaser Ibrahim del Dipartimento di Biologia Molecolare e l'Istituto di malattie endemiche dell'Università di Khartoum; Godfrey Lema e Thomas B. Nyambo del Dipartimento di Biochimica presso l'Università Muhimbili di Salute e scienze connesse a Dar es Salaam, in Tanzania; Sabah A. Omar del Kenya Medical Research Institute; e Charles Wambebe di International Biomedical Research in Africa ad Abuja, in Nigeria.

La loro ricerca è stata sostenuta dai Human Frontiers in Science Program, la National Science Foundation e il National Institutes of Health.

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