导致疟疾的寄生虫可能会按自己的节奏前进。

 

研究人员在5月15日的《科学》杂志上报告说，新的遗传分析表明疟原虫有自己的昼夜节律，不依赖于宿主的内部时钟。弄清疟原虫的时钟如何滴答滴答地运转，可能会找到破坏它的方法，可能会增加治疗疟疾的药物库(SN: 11/27/13)。2018年，这种由蚊子传播的疾病在全球造成约2.28亿人患病，超过40万人死亡。

 

疟疾感染是一系列周期性的症状。根据疟原虫种类的不同，发热和寒战大约每24、48或72小时复发一次，这要归功于疟原虫在宿主红细胞内的同步繁殖和破坏。

 

达拉斯德克萨斯大学西南医学中心(University of Texas Southwestern Medical Center)霍华德·休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)助理分子寄生虫学家菲利帕·里约-费雷拉(Filipa Rijo-Ferreira)说，研究人员长期以来一直认为，感染的节律性可能是由宿主的昼夜节律驱动的。生物钟帮助生物体预测环境中有规律的、循环的变化，比如昼夜周期和温度的每日波动。这些生物钟是由基因和蛋白质组成的，这些基因和蛋白质驱动着每天的节律(SN: 10/2/17)，比如荷尔蒙的释放，通常在许多动物体内以24小时为周期运转。

 

Rijo-Ferreira和他的同事最近发现，导致昏睡病的锥虫有自己的生物钟。因此，沐鸣平台登陆线路研究小组决定在疟原虫中寻找类似的能力。

 

科学家们在受感染的小鼠宿主身上追踪基因是如何开启和关闭的节律。研究人员让一些老鼠处于持续的黑暗中，消除昼夜信号，打乱它们的昼夜节律。但这些小鼠体内寄生虫基因活动水平变化的时间与正常昼夜循环的小鼠相似。

 

接下来，为了观察寄生虫是否利用宿主的进食时间表来调整它们的生物钟，研究小组向老鼠提供了全天均匀分布的食物。但这些老鼠体内的疟原虫与那些每天喂食一次的老鼠保持着相同的内在节律。

 

当寄生虫在宿主体内被设计成完全没有时钟时，病原体的计时能力就会不受阻碍地滴答前进。这些发现表明，决定寄主生物钟的光线和进食线索并不影响寄主的生物钟，这表明寄主有自己独立的生物钟。

 

更重要的是，通过基因工程使突变小鼠的生物钟略长于24小时，寄生虫试图使自己的生物钟与宿主的生物钟同步，从而减慢了它们的速度。研究小组的结论是，尽管疟原虫可以与宿主的作息时间平行，但它们并不依赖宿主的时钟，这表明疟原虫在感染期间使用自己的时钟与宿主的时钟保持一致。

 

研究人员说，尽管疟原虫个体似乎有一个独立于宿主的内部时钟，但要同步宿主体内寄生虫种群的所有时钟，显然需要宿主节律的输入。在缺乏内部时钟的老鼠体内，整个寄生虫种群的同步性缓慢衰退，在8或9天后就会崩溃。这类似于在没有任何外部信号(如阳光或化学物质)的情况下，一组哺乳动物细胞的内部时钟发生的变化。

 

Rijo-Ferreira说:“这很让人放心，因为我们真的认为(疟原虫的时钟)表现得就像我们非常了解的另一个昼夜节律系统一样。”

 

Rijo-Ferreira说，她对这些发现并不感到惊讶，因为从细菌到真菌再到动物，体内生物钟在自然界独立进化了多少次。