Гены 18S рРНК паразитов Haemoproteus (Haemosporida, Apicomplexa) европейских певчих птиц с замечаниями по улучшению диагностики паразитов

Журнал «Малярия», том 22, номер статьи: 232 (2023 г.) Цитировать эту статью

278 Доступов

3 Альтметрика

Подробности о метриках

Предполагается, что гены ядерной рибосомальной РНК паразитов Plasmodium развиваются в соответствии с моделью рождения и смерти: новые варианты возникают в результате дупликации, а другие удаляются. Для некоторых видов Plasmodium было показано, что различные варианты генов 18S рРНК экспрессируются по-разному у позвоночных-хозяев и комаров-переносчиков. Основная цель заключалась в том, чтобы оценить, имеют ли птичьи гемоспоридийные паразиты рода Haemoproteus также существенно различные варианты 18S, уделяя особое внимание линиям, принадлежащим группам видов Haemoproteus majoris и Haemoproteus belopolskyi.

Секвенированы практически полные гены 18S рРНК 19 линий Haemoproteus подрода Parahaemoproteus, распространенных у воробьинообразных птиц Палеарктики. Продукты ПЦР 20 образцов крови и тканей, содержащих 19 линий паразитов, были подвергнуты молекулярному клонированию, и в среднем секвенировали по десять клонов каждый. Были проанализированы особенности последовательностей и рассчитаны филогенетические деревья, включая опубликованные ранее данные о последовательностях восьми дополнительных линий Parahaemoproteus. Географическое распределение и распределение хозяев всех 27 линий было визуализировано в виде сетей гаплотипов CytB и круговых диаграмм. На основе данных о последовательности 18S были разработаны видоспецифичные олигонуклеотидные зонды для воздействия на паразитов в ткани хозяина с помощью анализов гибридизации in situ.

Большинство линий Haemoproteus имели два или более вариантов гена 18S, как и многие виды Plasmodium, но максимальные расстояния между вариантами обычно были ниже. Более того, в отличие от большинства видов Plasmodium млекопитающих и птиц, последовательности 18S всех линий паразитов, кроме одной, сгруппированы во взаимно монофилетические клады. Значительно отчетливые кластеры 18S были обнаружены только у Haemoproteus tartazovii hSISKIN1 и Haemoproteus sp. чРОФИ1. Присутствие химерных вариантов 18S в некоторых линиях Haemoproteus указывает на то, что их рибосомальные единицы развиваются скорее полусогласованным образом, чем в соответствии со строгой моделью эволюции рождения и смерти.

Паразиты подрода Parahaemoproteus содержат отдельные варианты 18S, но внутривидовая изменчивость ниже, чем у большинства видов Plasmodium млекопитающих и птиц. Новые данные по 18S создают основу для более тщательных исследований развития паразитов Haemoproteus в тканях хозяина с использованием методов гибридизации in situ, нацеленных на конкретные линии паразитов.

Рибосомальные РНК составляют основную часть рибосом, которые необходимы для синтеза белка во всех клетках. Ядерные рибосомальные единицы эукариот содержат гены 18S рРНК, 5,8S рРНК и 28S рРНК, разделенные внутренними транскрибируемыми спейсерами ITS1 и ITS2. Гены 5S рРНК находятся в разных регионах генома. 18S рРНК является частью малой рибосомальной субъединицы (SSU), а 28S рРНК, 5,8S рРНК и 5S рРНК являются частью большой рибосомальной субъединицы (LSU). Рибосомальные единицы большинства эукариот расположены в кластерах тандемных повторов на одной или нескольких хромосомах, при этом каждый кластер содержит несколько копий рибосомальных единиц. Из-за функциональных ограничений ядерные рибосомальные РНК являются одними из наиболее консервативных генов у эукариот. Предполагается, что рибосомальные единицы эволюционируют в соответствии с моделью согласованной эволюции, ведущей к гомогенизации [1, 2]. Механизмы согласованной эволюции, вероятно, включают неравный кроссинговер при рекомбинации, дупликацию генов и межхромосомную конверсию генов [3]. Однако ядерные рибосомальные гены паразитов Plasmodium являются исключительными, поскольку предполагается, что их рибосомальные единицы развиваются в соответствии с моделью рождения и смерти, при этом новые варианты возникают в результате дупликации, а другие удаляются [4]. Исследования генов 18S рРНК видов Plasmodium человека и грызунов показали, что последовательности отдельных единиц могут существенно различаться [5], а отдельные варианты экспрессируются дифференциально у позвоночных и комаров-хозяев [6]. Последовательности 18S, экспрессируемые у позвоночных-хозяев и комаров-переносчиков, были названы вариантами А-типа и S-типа соответственно [6, 7]. Эта закономерность была обнаружена у видов Plasmodium грызунов, обезьян и человека (за исключением Plasmodiummalariae), при этом A-тип и S-тип различались на 10–17% [8].