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瘧疾寄生蟲最全面的生命之樹

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-11-15瀏覽次數:697

由美國自然歷史博物館領導的一項新研究提出了迄今為止最全面的瘧疾寄生蟲樹。眾所周知,人類健康是一種毀滅性的禍害。已知有五種人類感染,超過500種瘧疾感染哺乳動物,鳥類和爬行動物。今天發表在“皇家學會開放社會期刊”上的一項研究結果顯示,各種瘧疾寄生蟲瘧原蟲(包括那些感染人類的瘧原蟲)由幾種遠緣相關的進化譜系和分類學組成。從這個角度來看,許多物種應該重新命名。

“影響人類疾病的許多問題涉及傳染性生物進化和適應的能力,”共同作者,無脊椎動物博物館館長,薩克勒比較基因組學研究所的首席研究員Susan Perkins說。 “我們將無法完全了解人類瘧疾寄生蟲 - 并可能開發出獨特的方法來對抗它們 - 直到我們更多地了解它們的進化歷史。”

繪制瘧疾寄生蟲的映射圖在多個層面上具有挑戰性。這些寄生蟲中的許多是稀有的并且難以取樣,并且適合于感染特定物種,例如新幾內亞的單一類型的綠色石龍子或非洲偏遠森林中的蝙蝠。瘧疾寄生蟲也有特殊的DNA:盡管大多數生物在構成基因組的四種化學堿基(A,C,T和G)之間具有相對均勻的比例,但這些寄生蟲的DNA嚴重偏向A(腺體嘌呤)和T(胸腺嘧啶)偶合,其基因組的80%僅由這兩個堿基組成。然而,這些偏差在這些寄生蟲的多樣性中是不均勻的,并且不管這些不同的比例可能導致偏差的結果。研究人員由大學博士生Spencer Galen領導。在比較生物學和理查德吉爾德研究生院找到了糾正這種現象的方法。他們與博物館研究員Janus Borner密切合作,后者在漢堡大學期間為該群體開發了一種新的遺傳標記,其中包括來自深層進化譜系的瘧疾物種 - 例如感染鹿,海龜,蝙蝠和許多物種的瘧疾物種。鳥類 - 以前的分析遺漏。由此產生的樹收集了來自8個目前公認的屬的58種瘧疾物種,包括來自20多個基因的DNA序列數據,這是同類中最全面的。它們可能包括來自深層進化譜系的瘧疾物種 - 例如感染鹿,烏龜,蝙蝠和許多鳥類的瘧疾物種 - 這些物種在以前的分析中都沒有。由此產生的樹收集了來自8個目前公認的屬的58種瘧疾物種,包括來自20多個基因的DNA序列數據,這是同類中最全面的。它們可能包括來自深層進化譜系的瘧疾物種 - 例如感染鹿,烏龜,蝙蝠和許多鳥類的瘧疾物種 - 這些物種在以前的分析中都沒有。由此產生的樹收集了來自8個目前公認的屬的58種瘧疾物種,包括來自20多個基因的DNA序列數據,這是同類中最全面的。

該團隊最令人驚訝的發現是,瘧原蟲由幾個彼此不相近的群體組成,因此從分類學的角度來看,許多物種應該重新命名。重要的是,這會影響惡性瘧原蟲(Plasmodium falciparum),這是人類最致命的瘧疾類型。因為它被定義為獨立于瘧疾寄生蟲的所謂“模式物種”,惡性瘧原蟲應該得到一個新名稱 - 但它并不那么簡單。

“如果我們研究一組魚或甲蟲,我們將把它們分開并將它們放入新的屬中,”帕金斯說。 “但根據我們的樹做這件事將涉及改變世界上最致命的原生動物寄生蟲的名稱,并且有太多的慣性為我們工作。在這種情況下,我們必須是壞的分類學家并讓它繼續被稱為瘧原蟲。”

研究人員確實建議科學家們為這一群體采用新思路。他們建議科學家應該更具體,并使用亞屬名稱,而不是廣泛指瘧疾寄生蟲。這是因為系統發育樹顯示并非所有這些寄生蟲都是由蚊子傳播或在紅細胞中復制 - 這是瘧疾寄生蟲的兩個關鍵特征。此外,違反此定義的其他寄生蟲與人類寄生蟲和用于研究實驗室疾病的模型物種混合,包括感染小鼠的那些。

該研究還關注瘧疾寄生蟲通過吸血昆蟲載體跳入主要脊椎動物種群,特別是哺乳動物的次數。

“瘧疾寄生蟲定居脊椎動物的具體細節一直存在爭議,”蓋倫說。 “我們發現支持瘧疾寄生蟲一次跳到哺乳動物身上的想法。”

這項研究證實了先前有關瘧原蟲起源與鳥類(可能包括一些恐龍)的研究。然后,寄生蟲跳到哺乳動物身上,接著是鳥類和爬行動物的二次定植。這項研究也支持表明蝙蝠是瘧疾寄生蟲譜顯著多樣化的主要驅動力的工作。作者建議仍有很多工作要做,可能需要更多的名稱更改。2016年,Perkins等人報告了白尾鹿的瘧原蟲。目前的研究表明,這些人和其他感染有蹄哺乳動物的人應該有一個新的名字。從加利福尼亞的土耳其禿鷲身上分離出的瘧原蟲也不同于在鳥類中發現的任何其他物種,可能是新的屬。

蓋倫說:“瘧原蟲比大多數人意識到的要多得多,我們畫的圖片顯示了另一個層次的復雜性。”“我們真的需要對瘧原蟲的分類進行廣泛的評估。”

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