日内瓦大学 用膨胀显微镜观察处于ookinete阶段的疟原虫
图像显示了微管蛋白标记后病原体的细胞骨架
圆锥形是在细胞顶端可见的环
信用:UNIGE/HAMEL 疟原虫是导致疟疾的寄生虫，疟疾是最致命的寄生虫病之一
这种寄生虫需要两种宿主——按蚊和人类——来完成它的生命周期，并在其生命周期的每个阶段经历不同的形式
从一种形式过渡到下一种形式需要细胞骨架的大规模重组
来自日内瓦大学的两个团队对疟原虫的细胞骨架组织进行了新的研究
他们的研究发表在《公共科学图书馆生物学》上，以前所未有的规模详细描述了寄生虫骨骼的组织，采用了一种最近开发的技术，叫做膨胀显微镜
细胞在成像前被“膨胀”，提供纳米尺度的更多结构细节
这项研究发现了一种叫做“锥状体”的细胞器的痕迹，这种细胞器被认为是这个物种所缺乏的，尽管它在密切相关的寄生虫入侵宿主中起着关键作用
细胞骨架，或称细胞骨架，由几种类型的细丝组成的网络组成，包括肌动蛋白和微管蛋白
它赋予细胞刚性，允许细胞器和分子在细胞内附着或运动，以及细胞变形
当寄生虫在不同发育阶段之间转换时，其细胞骨架会经历反复、剧烈的重组
特别是，疟原虫需要一个非常特殊的细胞骨架来移动和穿透其宿主细胞的膜屏障，这两个过程是导致疟疾的寄生虫的发病机制的核心
“由于疟原虫的体积非常小——比人类细胞小50倍——观察它的细胞骨架是一项技术挑战，”UNIGE的研究员、该研究的第一作者埃洛伊丝·贝尔蒂奥克说
“这就是为什么我们调整了我们的膨胀显微镜协议，该协议包括膨胀生物样本，同时保持其原始形状，这样就可以以前所未有的分辨率观察到它，”弗吉尼亚理工大学科学学院细胞生物学系的研究员、该研究的共同负责人弗吉尼亚·哈默尔说
细胞器的残留形式 研究人员在ookinete阶段观察了这种寄生虫，ookinete是蚊子中肠入侵的形式，是疟疾传播的重要一步
在寄生虫的顶端可以看到由微管蛋白组成的结构
这种结构类似于锥状体，一种参与宿主细胞入侵的细胞器，存在于相关的蜂络体寄生虫中
“然而，在疟原虫中观察到的结构与弓形体(引起弓形体病的寄生虫)中描述得很好的锥形体相比，似乎有所不同和缩小
我们仍然需要确定这种残余的锥状体是否对疟原虫的宿主细胞入侵也很重要，”密歇根大学医学院微生物学和分子医学系教授马修·布罗克特说
显微镜下的细胞骨架 这种退化锥体的发现凸显了膨胀显微镜的威力，它可以用来观察纳米级的细胞骨架结构，而不需要专门的显微镜
与电子显微镜和超分辨率显微镜方法结合使用，这种方法为可用的结构信息增加了分子细节，为更深入地研究细胞骨架及其分子组织铺平了道路
这将使我们更好地了解疟原虫如何侵入其宿主细胞，这一过程对于疟原虫的发病机理至关重要
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