Plasmodium is een geslacht van parasitaire eencellige organismen, waarvan sommige soorten malaria veroorzaken.
De parasiet heeft twee gastheren nodig: een mugAnopheles en de mens om hun levenscyclus te voltooien. Het neemt in elke fase van de levenscyclus verschillende vormen aan. De overgang van de ene vorm naar de andere vereist een enorme reorganisatie van het cytoskelet. Wetenschappers van de Universiteit van Genève (UNIGE) hebben licht geworpen op de organisatie van het cytoskelet in plasmodia.
Hun studie, gepubliceerd in PLOS Biology,beschrijft de skeletorganisatie van de parasiet op een ongekende schaal door een recent ontwikkelde expansiemicroscopietechniek aan te passen. Biologen 'blazen' cellen op voordat ze worden afgebeeld, waardoor toegang wordt verkregen tot meer structurele details op nanometrische schaal. Tijdens het onderzoek ontdekten wetenschappers sporen van een organel: conoïden.
Het cytoskelet, of celskelet, bestaat uit een netwerkverschillende soorten filamenten, waaronder actine en tubuline. Terwijl de parasiet door de ontwikkelingsstadia gaat, ondergaat zijn cytoskelet meerdere radicale reorganisaties. Plasmodia vereisen in het bijzonder een zeer specifiek cytoskelet om de membraanbarrières van zijn gastheercellen te bewegen en te penetreren. Deze twee processen staan centraal in de pathogenese van de parasieten die malaria veroorzaken.
“Vanwege de zeer kleine omvang van plasmodium - 50keer kleiner dan een menselijke cel – het zien van het cytoskelet ervan is een groot technisch probleem. Daarom hebben we ons expansiemicroscopieprotocol aangepast. Het gaat om het opblazen van een biologisch monster terwijl het zijn oorspronkelijke vorm behoudt. Dit is hoe we plasmodia konden observeren met een resolutie die voorheen niet beschikbaar was”, leggen Héloïse Berthier en Virginia Hamel, onderzoekers van UNIGE, uit.
Vrouwelijke wetenschappers observeerden de parasiet in het stadiumookinetes, de vorm die verantwoordelijk is voor het binnendringen van de middendarm van de mug. Dit is een belangrijke fase in de verspreiding van malaria. Aan het uiteinde van de parasiet zagen biologen een structuur gemaakt van tubuline. Het is vergelijkbaar met de conoïde, een organel dat betrokken is bij de invasie van gastheercellen, in de verwante Apicomplexa-parasieten.
Ontdekking van deze rudimentaire conoïdebenadrukt de kracht van uitbreidingsmicroscopie die kan worden gebruikt om cytoskeletstructuren op nanoschaal te bekijken zonder dat speciale microscopen nodig zijn.
Lees verder
Uranus heeft de status van de vreemdste planeet in het zonnestelsel gekregen. Waarom?
Natuurkundigen hebben een analoog van een zwart gat gemaakt en de theorie van Hawking bevestigd. Waar leidt het toe?
Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen
Anopheles-muggen - geslacht Dipterainsecten, waarvan vele soorten drager zijn van menselijke parasieten - malaria plasmodia. Anopheles vormen samen met de geslachten Bironella en Chagasia de onderfamilie Anophelinae.
Tussenliggende filamenten (PF, nanofilamenten) -draadachtige structuren van speciale eiwitten, een van de drie belangrijkste componenten van het cytoskelet van eukaryote cellen. Bevat zowel in het cytoplasma als in de kern van de meeste eukaryote cellen.
Actine is een globulair eiwit waaruit microfilamenten worden gevormd - een van de belangrijkste componenten van het cytoskelet van eukaryote cellen.
Tubuline is het eiwit waaruitmicrotubuli. In hen, evenals in het cytoplasma van cellen, heeft het de vorm van een dimeer van één α-tubulinemolecuul en één β-tubulinemolecuul. Als onderdeel van zo'n dimeer wordt aan elk tubulinemolecuul een GTP-molecuul gehecht. Elk van deze subeenheden heeft drie domeinen.
Bij de methode van expansiemicroscopie worden de onderzochte eiwitten ingebed in een dicht netwerk van moleculen van de zwellende polyelektrolytgel, waardoor het monster fysiek wordt vergroot.