揭示胎儿三毛滴虫肋结构关键蛋白：免疫定位与 3D 建模新突破

为探究胎儿三毛滴虫（Tritrichomonas foetus）肋结构，研究人员分析相关蛋白，确认两种新蛋白，助力理解该结构功能。

　　

探秘胎儿三毛滴虫的神秘 “脊梁”：肋结构蛋白研究之旅

在微观的生物世界里，单细胞寄生虫就像隐藏着无数秘密的神秘宝藏等待着科学家们去挖掘。胎儿三毛滴虫（Tritrichomonas foetus）便是其中之一，它是引发牛生殖道疾病的 “罪魁祸首”，给畜牧业带来了不小的经济损失，同时也对公共卫生安全构成潜在威胁。然而，尽管细胞生物学已经取得了巨大的进步，科学家们在探索细胞微观结构的过程中，仍有一些谜团尚未解开，胎儿三毛滴虫的肋（costa）结构就是其中之一。

肋结构是毛基体系统的一部分，仅存在于毛滴虫目（Trichomonadida）和三毛滴虫目（Tritrichomonadida）的部分成员中。它就像细胞的 “脊梁”，不仅是细胞骨架的重要组成部分，还对维持细胞形态、运动以及在宿主体内的感染过程起着关键作用。但长期以来，科学家们对肋结构的分子组成了解甚少，这就像拼图缺少了关键的几块，使得我们对这种寄生虫的认识始终存在着空白。

为了填补这些空白，来自巴西里约热内卢联邦大学（Universidade Federal Do Rio de Janeiro）的研究人员展开了一场科学探索之旅。他们的研究成果发表在《Parasitology Research》杂志上，为我们揭开了胎儿三毛滴虫肋结构的神秘面纱。

研究人员采用了多种关键技术方法。在样本准备上，使用从公牛泌尿生殖道分离的胎儿三毛滴虫 K 株进行培养。免疫相关技术方面，制备针对特定蛋白的抗体，运用免疫印迹（Western blot）分析蛋白大小和含量，通过免疫定位确定蛋白在细胞中的位置，其中包括利用扩展显微镜（ExM）结合免疫荧光技术，以及透射电子显微镜（TEM）下的不同免疫染色方法 。此外，还通过生物信息学分析，从数据库获取蛋白序列，进行多序列比对、结构域预测，并借助 AlphaFold3 服务器构建 3D 模型。

研究结果

1. 免疫印迹确定蛋白特性：通过免疫印迹分析，研究人员确认了两种新蛋白（11810 和 32137）的大小，分别为 116.9kDa 和 117.44kDa。而且随着蛋白样品从全细胞逐渐富集到肋结构部分，这两种蛋白的标记强度逐渐增强，表明它们在肋结构中更为突出，和之前发现的肋蛋白 costain - 1 一样，都集中于肋结构区域。同时，这三种蛋白的大小都在 100 - 150kDa 范围内，彼此相似12。
2. 免疫荧光观察蛋白定位：在免疫定位实验中，传统免疫荧光技术对细胞内肋结构染色效果不佳。而扩展显微镜（ExM）技术带来了转机，利用针对 11810 蛋白的多克隆抗体，在 ExM 下可观察到整个肋结构呈现强烈的绿色阳性标记，确定其为胎儿三毛滴虫肋结构的第二种蛋白；用抗 32137 抗体标记时，虽然信号较弱，但仍能确认 32137 是肋结构的第三种蛋白。并且，研究发现这些蛋白的存在似乎与细胞周期无关，在不同细胞周期阶段都能检测到。此外，在全细胞中观察肋结构时，发现细胞内肋结构形状多样，部分细胞还含有多个肋，有的正在分裂的细胞中，新形成的肋长度存在差异34。
3. 电子显微镜深入分析：电子显微镜技术进一步确认了蛋白的定位，并提供了更详细的信息。通过亲水性树脂（LR - White）包埋、Epon 包埋以及负染色等不同的 TEM 技术处理样品，结果显示不同蛋白在不同处理下的标记强度有所差异，但都特异性地定位在肋结构上。同时，对金标记颗粒位置的分析表明，costain - 2（11810）在电子透明带的分布比例更高，32137 在电子致密带的分布比例更高，costain - 1 的分布模式与 11810 相似，但整体标记更多56。
4. 序列与结构特征分析：多序列分析显示，costain - 1 与 costain - 2、costain - 3 的同一性分数为 36%，而 costain - 2 和 costain - 3 之间的同一性分数为 58% ，表明它们可能具有同源性。通过不同的结构域预测服务器分析，发现这三种蛋白都具有多个卷曲螺旋结构域，还预测出其他与细胞骨架相关的结构域。利用 AlphaFold3 构建的 3D 模型显示，这些蛋白主要由 α - 螺旋组成，以二聚体形式存在时预测模板建模（pTM）分数有所提高，推测其功能支架可能由形成平行卷曲螺旋的二聚体蛋白组成78。

研究结论与意义

研究人员成功确认了胎儿三毛滴虫肋结构中的两种新蛋白 costain - 2（11810）和 costain - 3（32137），并详细分析了这三种蛋白（costain - 1、costain - 2、costain - 3 ）在肋结构中的定位差异。这些蛋白具有高度 α - 螺旋结构，可能以卷曲螺旋形式组装，在肋结构中发挥结构作用。该研究为深入理解胎儿三毛滴虫肋结构的组成和功能提供了重要依据，有助于进一步探究寄生虫的生物学特性和致病机制，为开发针对这类寄生虫感染的治疗方法和疫苗提供了潜在的药物靶点和抗原，在寄生虫学研究领域迈出了重要的一步，有望为防治相关疾病带来新的思路和方法。