Ученые Ноттингемского университета в Великобритании определили соединения, которые, как оказалось, играют ключевую роль в цикле жизни смертельной инфекции, малярийного плазмодия — возбудителя малярии, убивающей полмиллиона человек в год. Результаты исследования, опубликованного в журнале PLOS Biology, раскрывают механизмы с участием белков кинезинов, которые можно заблокировать, тем самым предотвратив инфекцию. Кинезины — это моторные белки, которые «шагают» по микротрубочкам внутри клетки, перенося на себе пузырьки (везикулы) с грузом питательных веществ, а также выполняя другие функции. Для перемещения они используют энергию при расщеплении молекул аденозинтрифосфата (АТФ). В предыдущем исследовании ученые выяснили, что геном паразита Plasmodium berghei, вызывающего малярию у грызунов, кодирует девять различных типов кинезина. Малярийные плазмодии — это одноклеточные эукариотические организмы, относящиеся к типу апикомплексов, со сложным циклом развития. У млекопитающих паразит размножается путем деления в клетках печени в процессе, называемой экзоэритроцитарной (то есть вне эритроцитов) шизогонией. В результате образуются мерозоиты — подвижная стадия паразита удлиненной формы, которые проникают внутрь красных кровяных телец в кровотоке. Здесь происходит несколько циклов размножения паразитов, при этом плазмодий заражает все новые и новые эритроциты. Часть мерозоитов превращается гаметоциты, которые при условии попадания в организм самки комара образуют мужские и женские половые клетки — гаметы. При оплодотворении мужской гаметой женской возникает зигота, которая превращается в ооцисту, чье содержимое делится с образованием инфекционных спорозоитов. Те достигают слюнных желез насекомого, а оттуда уже проникают в кровь человека. Ранее ученые показали, что кинезин-5 играет важную роль в развитии спорозоитов, кинезин 8X принимает участие в делении содержимого ооцисты, а кинезин-8B — в мужском гаметогенезе. В новой научной работе исследователи продемонстрировали, что только один из девяти кинезинов — кинезин-13 — необходим для развития в организме млекопитающих, в то время как остальные восемь кинезинов важны на стадиях развития в организме комара-переносчика. При углубленном структурном анализе выяснилось, что кинезин-13 важен не только для стадий развития внутри млекопитающего, но и на других этапах жизненного цикла. Он обеспечивает организацию микротрубочек, принимающих участие в сегрегации хромосом при делении клеток. Кинезин-13 также играет дополнительную роль во время трансформации зиготы в оокинету — промежуточную стадию на пути превращения в ооцисту. Подавление активности кинезина-13 останавливает деление клеточного ядра плазмодия и останавливает образование мужских гамет. В будущем ученые планируют найти соединения, с которыми взаимодействуют изученные кинезины, чтобы полностью понять механизмы их действия во время развития малярийного плазмодия. Это поможет будущей разработке препаратов, блокирующих развитие инфекции у людей.