Малярия – опасная для жизни болезнь. Согласно оценкам Всемирной организации здравоохранения, приблизительно 207 миллионов случаев малярии произошли в 2012. Дети в Африке в особенно высоком риске, и до настоящего времени нет никакой одобренной вакцинации.
Болезнь вызвана паразитами плазмодия единственные заключенные паразиты, которые переданы москитами. Болезнетворный микроорганизм входит в человеческое тело через укус и вызывает типичные признаки как периодические лихорадки, тошнота и головные боли.
Чтобы войти в клетки человека и оставить их снова, паразиты должны быть подвижными. С этой целью они используют структурный белок, названный актином. Актин найден в почти всех живых организмах, где это – один из самых богатых белков. В клетках это принимает многочисленные задачи: Это присуждает стабильность, позволяет клеточное деление и делает движение единственных клеток возможным.
Динамическое поведение, необходимое для этих процессов, позволено отдельными шаровидными молекулами актина, собирающимися вместе, чтобы сформировать нитевидные структуры, названные нитями. Паразит малярии обладает двумя версиями актина, актина I и актина II, которые отличаются существенно друг от друга. Даже при том, что эти структурные белки крайне важны для инфекционности болезнетворного микроорганизма, исследователи до сих пор не были в состоянии продемонстрировать формирование нити у паразита.
Ученые HZI, немецкий Электронный Синхротрон (DESY) и European Molecular Biology Laboratory (EMBL), вместе с международными партнерами, теперь преуспели в том, чтобы обнаружить собрание нити актина паразита II белков. Для этого они использовали электронную микроскопию, которая преодолевает предел резолюции классической световой микроскопии. Паразиты малярии мужского пола, из которых ученые удалили актин II, не смогли сформировать зрелые зародышевые клетки и следовательно не могли воспроизвести и размножиться.
Иметь только один вариант актина, по-видимому, не достаточно для этого процесса. То, как нити способствуют созреванию зародышевой клетки, все еще неясно.
Но почему эти два белка показывают такое различное поведение?Чтобы ответить на этот вопрос, исследовательская группа расшифровала структуру шаровидных белков актина, используя X-радиацию. «Мы смогли определить структуры актина I и актина II в очень высоких разрешениях – вниз к 1.3 и 2.2 Ангстремам, соответственно.
С этим мы находимся в диапазоне единственных атомов», заявляет руководитель проекта профессор Инэри Керсула. «Структуры показывают нам, что эти два варианта отличаются больше друг от друга, чем актины в каком-либо другом известном живом организме делают». Высокое разрешение позволило исследователям определить области в белках, которые вызывают различное поведение. «Мы теперь понимаем, что нити актина плазмодия очень отличаются от других нитей актина, как, например, от найденных в людях, и что они собраны совсем другим способом. Теперь, когда мы знаем структурное основание для этого, мы можем искать способы определенно вмешаться в цитоскелет паразита», говорит Керсула.
Это знание могло бы в будущем способствовать проектированию сделанного на заказ противомалярийного лечения.