近日，廈門大學生命科學學院袁晶課題組在EMBO Reports雜志上發(fā)表題為Plasmodiumtranscription repressor AP2-O3 regulates sex-specific identity of gene expression in female gametocytes的研究論文。該研究揭示了瘧原蟲在按蚊寄生傳播中有性生殖的性細胞-雌雄配子體的性別決定機制。

原生動物-瘧原蟲是瘧疾傳染病的致病病原，每年導致數(shù)億人口感染和數(shù)十萬人死亡。瘧疾的傳播必須通過雌性按蚊。瘧疾病人或者動物被按蚊叮咬吸血后，瘧原蟲雌雄配子體伴隨血液作為“食物”進入按蚊消化道中腸。雌配子體和雄配子體是瘧原蟲按蚊寄生傳播和有性生殖的第一個細胞階段，也是瘧疾傳播的“真兇”。獨特的是，雌配子體和雄配子體的基因表達截然不同，呈現(xiàn)出非常明顯的性別差異。瘧原蟲基因組中沒有性染色體，至今沒有鑒定出明確的性別決定因子。配子體性別如何決定？這個重要問題一直沒有答案。

前期工作中通過系統(tǒng)分析瘧原蟲中轉(zhuǎn)錄因子AP2家族成員，我們鑒定出瘧原蟲在按蚊寄生中各個階段“雌雄配子體-雌雄配子-合子-動合子-卵囊-子孢子”的特異轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，繪制出瘧原蟲轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控基因表達的發(fā)育階段全景圖（mBio，2017)。

在上述工作基礎上，我們聚焦配子體階段的轉(zhuǎn)錄因子，鑒定出雌配子體轉(zhuǎn)錄抑制因子AP2-O3。AP2-O3缺失的瘧原蟲按蚊傳播完全阻斷。AP2-O3特異表達在雌配子體細胞，并且細胞核定位。AP2-O3基因敲除后，雌配子體細胞中沉默的雄基因全部被激活表達，導致雌配子體性別特異的轉(zhuǎn)錄組紊亂，進一步影響了雌配子體中雌基因的正常表達。AP2-O3通過抑制雌配子體中雄性基因的轉(zhuǎn)錄表達，塑造出配子體性別特異的轉(zhuǎn)錄組(EMBO Reports，2021)。

瘧原蟲有性生殖中雌雄配子體的性別決定一直是領域內(nèi)的未解之謎。我們的工作揭示了轉(zhuǎn)錄因子通過抑制反向性別基因表達，調(diào)控配子體性別決定的分子機制，為回答這個重要問題提供了新視角。

廈門大學博士后李貞魁為本文第一作者，研究生關杰鵬和劉聰大量參與了該工作，黃佳良教授課題組的碩士研究生楊振綱提供了生信分析支持。袁晶教授為本文通訊作者，廈門大學為第一完成單位。該研究得到國家自然科學基金和廈門大學校長基金資助。

論文全文鏈接：https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/embr.202051660

編輯：楊欣

來源：廈門大學生命科學學院