防御DNA：独特基因组避过免疫反应

　　

生物通报道：剑桥大学Sara博士领导的一个研究组已经证实一种导致非洲昏睡症（sleeping sickness）的寄生虫已经进化出一种特殊的染色体结构来适应环境。在这种寄生虫中，染色体富含亚端粒区域，这种动态变化区域将染色体万端与富含基因的核心部分连接在一起。这些组成该基因组的75％长度的亚端粒含有大量保守的与智取人类免疫反应有关的基因。这些发现挑战了之前的一种广泛被接受的染色体在功能上如何组织的理论。这项研究的结果刊登在最新一期的Genome Research杂志上。

 

非洲昏睡症即锥虫病由原生动物寄生虫Trypanosoma Brucei导致。目前还没有研制出针对这种寄生虫的疫苗，并且大多数用于治疗这种疾病的药物都由较严重的副作用。每天，这种疾病大约会杀死100人。

 

为了躲避哺乳动物免疫系统的破坏，T. brucei会持续地改变它外表的蛋白质的表达。这些蛋白质由VSGs（variant surface glycoprotein genes）基因编码。虽然在特定的寄主中，免疫系统会攻击大部分的这种寄生虫，但是一些寄生虫会迅速进化并表达新的VSG变体，因此使寄生虫在人群中存活和散播。

 

在这项新的研究中，Melville实验室的Sergio Callejas进行了一系列实验，证实T. burcei能够利用一种染色体扩增策略来使它的VSG基因多样化。大多数这种基因都几种在亚端粒区域，而且这个区域在染色体中只有一个拷贝。相反，富含基因的T. brucei染色体核心部分是双倍体，即具有标准的两个拷贝。

 

这项研究发现亚端粒能支配一个染色体，从而使染色体只有很小的一部分才是双倍体。这些巨大的亚端粒大部分是非编码DNA，但是它们却含有寄生虫未来扩增和多样化所用的“偶然基因”。

 

在之前的研究中，Melville的研究组发现锥虫染色体的尺寸变化很大。这种尺寸的变异以及巨大的亚端粒中VSG基因的尺寸意味着可能进化出一种超级的免疫抗性寄生虫。这项新的研究揭示出锥虫适应性强的原因。（生物通记者杨遥）