编辑推荐：
疟疾仍是全球负担，疟原虫线粒体分裂机制不明。研究人员对恶性疟原虫（P. falciparum）中 PfDyn2 开展研究，发现其影响线粒体发育和寄生虫生长，敲低 PfDyn2 会致寄生虫死亡。该研究为抗疟药研发提供新方向。
疟疾，这个古老而又致命的疾病，长期以来一直威胁着人类的健康。在热带和亚热带地区，疟疾的阴影始终笼罩，夺走无数生命，尤其是 5 岁以下的儿童深受其害。其中，恶性疟原虫引发的脑型疟疾最为致命。尽管青蒿素联合疗法（ACT）、杀虫剂处理过的蚊帐等防控手段在一定程度上遏制了疟疾的传播，但疟原虫对常用抗疟药物产生耐药性的问题日益严重，使得开发新的抗疟药物迫在眉睫。
疟原虫体内有两种源于原核生物的细胞器，即残留质体顶质体和线粒体。线粒体不仅能产生能量（ATP），还在细胞的多种活动中发挥关键作用，比如调节 Ca2+稳态、参与细胞信号传导、产生活性氧物质（ROS）等。在细胞周期中，线粒体的分裂和融合对于细胞的生存至关重要，它能分配线粒体 DNA（mtDNA）、隔离受损线粒体进行降解（线粒体自噬），必要时还能启动细胞凋亡。而这些过程主要由发动蛋白样蛋白（DLPs）等 GTP 酶进行调控。在哺乳动物细胞中，DLP1 在这一过程中扮演着重要角色，它的活性受到多种翻译后修饰的调节，其中磷酸化是研究最多的修饰方式。
在疟原虫的无性细胞周期中，其核 DNA 会复制 3 - 5 轮，同时线粒体也会进行分裂和形态变化。然而，人们对疟原虫线粒体分裂、发育和隔离的机制却知之甚少。恶性疟原虫基因组编码两种发动蛋白样蛋白，PfDyn1 和 PfDyn2，此前研究提示 PfDyn1 可能参与营养摄取或内吞作用，而 PfDyn2 的具体功能尚不明确。为了深入探究 PfDyn2 的作用，研究人员展开了一系列研究，相关成果发表在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，通过构建转基因寄生虫表达 PfDyn2 - GFP 融合蛋白，利用蛋白质免疫印迹（western blot）分析融合蛋白的表达；其次，采用 C 末端降解标签介导的诱导型敲低（iKD）技术抑制 PfDyn2 的表达；此外，还对 PfDyn2 的磷酸化突变体进行调控过表达研究。
1. PfDyn2 - GFP 融合蛋白在转基因寄生虫中的表达和亚细胞定位
PfDyn2 是一种由 709 个氨基酸组成的蛋白质，含有三个功能结构域。研究人员构建了表达 PfDyn2 - GFP 融合蛋白的转基因寄生虫，经 western blot 分析证实了融合蛋白的表达。通过高分辨率显微镜研究发现，在寄生虫线粒体分裂的特定时期，PfDyn2 会与线粒体膜结合。这一结果表明，PfDyn2 可能在线粒体分裂过程中发挥作用。
2. PfDyn2 敲低对寄生虫生长的影响
研究人员利用 iKD 技术敲低 PfDyn2 的表达，结果发现寄生虫的生长受到显著抑制。这说明 PfDyn2 对于寄生虫的正常生长是必不可少的，它可能参与了寄生虫生长过程中的关键环节。
3. PfDyn2 敲低对线粒体发育和功能的影响
进一步研究发现，PfDyn2 - iKD 阻碍了线粒体的发育和功能。具体表现为 mtDNA 复制减少，线粒体氧化应激增加。这一系列变化最终导致寄生虫死亡，表明 PfDyn2 在线粒体的正常发育和维持其功能稳定方面起着关键作用。
4. PfDyn2 磷酸化突变体对线粒体分裂和寄生虫生长的影响
研究人员对 PfDyn2 的磷酸化突变体（Ser - 612 - Ala）进行调控过表达研究，发现该突变体不影响 PfDyn2 在线粒体上的招募，且线粒体分裂和寄生虫生长正常。这表明保守丝氨酸残基（Ser612）的磷酸化 / 去磷酸化可能并非调节 PfDyn2 向线粒体招募的关键因素。
综合上述研究结果，PfDyn2 在疟原虫无性周期中对线粒体的发育和维持其稳态起着至关重要的作用。敲低 PfDyn2 会抑制寄生虫生长，阻碍线粒体发育和功能，最终导致寄生虫死亡。而 PfDyn2 中 Ser612 的磷酸化状态似乎不影响其向线粒体的招募。这一研究成果为深入理解疟原虫线粒体的生物学机制提供了重要依据，也为开发新的抗疟药物提供了潜在的靶点，有望推动疟疾防治工作取得新的突破。
