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疟疾寄生虫最全面的生命之树

文章作者:优博时时彩平台开户发布时间:2019-11-15浏览次数:697

由美国自然历史博物馆领导的一项新研究提出了迄今为止最全面的疟疾寄生虫树。众所周知,人类健康是一种毁灭性的祸害。已知有五种人类感染,超过500种疟疾感染哺乳动物,鸟类和爬行动物。今天发表在“皇家学会开放社会期刊”上的一项研究结果显示,各种疟疾寄生虫疟原虫(包括那些感染人类的疟原虫)由几种远缘相关的进化谱系和分类学组成。从这个角度来看,许多物种应该重新命名。

“影响人类疾病的许多问题涉及传染性生物进化和适应的能力,”共同作者,无脊椎动物博物馆馆长,萨克勒比较基因组学研究所的首席研究员Susan Perkins说。 “我们将无法完全了解人类疟疾寄生虫 - 并可能开发出独特的方法来对抗它们 - 直到我们更多地了解它们的进化历史。”

绘制疟疾寄生虫的映射图在多个层面上具有挑战性。这些寄生虫中的许多是稀有的并且难以取样,并且适合于感染特定物种,例如新几内亚的单一类型的绿色石龙子或非洲偏远森林中的蝙蝠。疟疾寄生虫也有特殊的DNA:尽管大多数生物在构成基因组的四种化学碱基(A,C,T和G)之间具有相对均匀的比例,但这些寄生虫的DNA严重偏向A(腺体嘌呤)和T(胸腺嘧啶)偶合,其基因组的80%仅由这两个碱基组成。然而,这些偏差在这些寄生虫的多样性中是不均匀的,并且不管这些不同的比例可能导致偏差的结果。研究人员由大学博士生Spencer Galen领导。在比较生物学和理查德吉尔德研究生院找到了纠正这种现象的方法。他们与博物馆研究员Janus Borner密切合作,后者在汉堡大学期间为该群体开发了一种新的遗传标记,其中包括来自深层进化谱系的疟疾物种 - 例如感染鹿,海龟,蝙蝠和许多物种的疟疾物种。鸟类 - 以前的分析遗漏。由此产生的树收集了来自8个目前公认的属的58种疟疾物种,包括来自20多个基因的DNA序列数据,这是同类中最全面的。它们可能包括来自深层进化谱系的疟疾物种 - 例如感染鹿,乌龟,蝙蝠和许多鸟类的疟疾物种 - 这些物种在以前的分析中都没有。由此产生的树收集了来自8个目前公认的属的58种疟疾物种,包括来自20多个基因的DNA序列数据,这是同类中最全面的。它们可能包括来自深层进化谱系的疟疾物种 - 例如感染鹿,乌龟,蝙蝠和许多鸟类的疟疾物种 - 这些物种在以前的分析中都没有。由此产生的树收集了来自8个目前公认的属的58种疟疾物种,包括来自20多个基因的DNA序列数据,这是同类中最全面的。

该团队最令人惊讶的发现是,疟原虫由几个彼此不相近的群体组成,因此从分类学的角度来看,许多物种应该重新命名。重要的是,这会影响恶性疟原虫(Plasmodium falciparum),这是人类最致命的疟疾类型。因为它被定义为独立于疟疾寄生虫的所谓“模式物种”,恶性疟原虫应该得到一个新名称 - 但它并不那么简单。

“如果我们研究一组鱼或甲虫,我们将把它们分开并将它们放入新的属中,”帕金斯说。 “但根据我们的树做这件事将涉及改变世界上最致命的原生动物寄生虫的名称,并且有太多的惯性为我们工作。在这种情况下,我们必须是坏的分类学家并让它继续被称为疟原虫。”

研究人员确实建议科学家们为这一群体采用新思路。他们建议科学家应该更具体,并使用亚属名称,而不是广泛指疟疾寄生虫。这是因为系统发育树显示并非所有这些寄生虫都是由蚊子传播或在红细胞中复制 - 这是疟疾寄生虫的两个关键特征。此外,违反此定义的其他寄生虫与人类寄生虫和用于研究实验室疾病的模型物种混合,包括感染小鼠的那些。

该研究还关注疟疾寄生虫通过吸血昆虫载体跳入主要脊椎动物种群,特别是哺乳动物的次数。

“疟疾寄生虫定居脊椎动物的具体细节一直存在争议,”盖伦说。 “我们发现支持疟疾寄生虫一次跳到哺乳动物身上的想法。”

这项研究证实了先前有关疟原虫起源与鸟类(可能包括一些恐龙)的研究。然后,寄生虫跳到哺乳动物身上,接着是鸟类和爬行动物的二次定植。这项研究也支持表明蝙蝠是疟疾寄生虫谱显著多样化的主要驱动力的工作。作者建议仍有很多工作要做,可能需要更多的名称更改。2016年,Perkins等人报告了白尾鹿的疟原虫。目前的研究表明,这些人和其他感染有蹄哺乳动物的人应该有一个新的名字。从加利福尼亚的土耳其秃鹫身上分离出的疟原虫也不同于在鸟类中发现的任何其他物种,可能是新的属。

盖伦说:“疟原虫比大多数人意识到的要多得多,我们画的图片显示了另一个层次的复杂性。”“我们真的需要对疟原虫的分类进行广泛的评估。”

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