Plasmodium är ett släkte av parasitiska encelliga organismer, av vilka vissa arter orsakar malaria.
Parasiten kräver två värdar - en myggaAnopheles och man för att fullborda sin livscykel. Det tar olika former i varje skede av dess livscykel. Övergången från en form till en annan kräver massiv omorganisation av cytoskelettet. Forskare från universitetet i Genève (UNIGE) har belyst organiseringen av cytoskelettet i plasmodia.
Deras studie, publicerad i PLOS Biology,beskriver parasitens skelettorganisation i en aldrig tidigare skådad skala genom att anpassa en nyligen utvecklad expansionsmikroskopiteknik. Biologer "blåser upp" celler före avbildning, vilket ger tillgång till fler strukturella detaljer i nanometrisk skala. Under studien upptäckte forskare spår av en organell - konoider.
Cytoskelettet, eller cellskelettet, består av ett nätverkflera typer av filament, inklusive aktin och tubulin. När parasiten går igenom utvecklingsstadierna genomgår dess cytoskelett flera radikala omorganisationer. I synnerhet kräver plasmodia ett mycket specifikt cytoskelett för att röra sig och tränga igenom membranbarriärerna i dess värdceller. Dessa två processer är centrala för patogenesen hos parasiterna som orsakar malaria.
"På grund av den mycket lilla storleken på plasmodium - 50gånger mindre än en mänsklig cell - att se dess cytoskelett är ett stort tekniskt problem. Det är därför vi anpassade vårt expansionsmikroskopiprotokoll. Det innebär att blåsa upp ett biologiskt prov samtidigt som den behåller sin ursprungliga form. Det är så vi kunde observera plasmodia med en upplösning som tidigare inte var tillgänglig”, förklarar Héloïse Berthier och Virginia Hamel, forskare från UNIGE.
Kvinnliga forskare observerade parasiten på scenenookinetes, den form som är ansvarig för att invadera myggans mitttarm. Detta är ett viktigt steg i spridningen av malaria. I spetsen av parasiten såg biologer en struktur gjord av tubulin. Den liknar konoiden, en organell som är involverad i värdcellsinvasion, i de relaterade Apicomplexa-parasiterna.
Upptäckten av denna rudimentära konoidbelyser kraften i expansionsmikroskopi, som kan användas för att se cytoskeletstrukturer i nanoskala utan behov av speciella mikroskop.
Läs mer
Uranus har fått status som den konstigaste planeten i solsystemet. Varför?
Fysiker har skapat en analog av ett svart hål och bekräftat Hawkings teori. Vart leder det?
Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda
Anopheles myggor - släktet Dipterainsekter, av vilka många arter är bärare av mänskliga parasiter - malaria plasmodia. Anopheles tillsammans med släktena Bironella och Chagasia utgör underfamiljen Anophelinae.
Mellanliggande filament (PF, nanofilament) -trådliknande strukturer av speciella proteiner, en av de tre huvudkomponenterna i cytoskelettet i eukaryota celler. Innehåller både i cytoplasman och i kärnan hos de flesta eukaryota celler.
Actin är ett globulärt protein från vilket mikrofilament bildas - en av huvudkomponenterna i cytoskelettet i eukaryota celler.
Tubulin är det protein från vilketmikrotubuli. I dem, liksom i cellens cytoplasma, är det i form av en dimer av en α-tubulinmolekyl och en β-tubulinmolekyl. Som en del av en sådan dimer är en GTP-molekyl bunden till varje tubulinmolekyl. Var och en av dessa underenheter har tre domäner.
I metoden för expansionsmikroskopi införlivas proteinerna som studeras i ett tätt nätverk av molekyler av den svällande polyelektrolytgeln, på grund av vilken provet förstoras fysiskt.