Bagaimana parasit mematikan ‘meluncur’ ke dalam sel manusia – ScienceDaily

Bagaimana parasit mematikan ‘meluncur’ ke dalam sel manusia – ScienceDaily


Dalam istilah biologis, meluncur mengacu pada jenis gerakan di mana sel bergerak di sepanjang permukaan tanpa mengubah bentuknya. Bentuk gerakan ini unik untuk parasit dari filum Apicomplexa, seperti Plasmodium dan Toxoplasma. Kedua parasit tersebut, yang ditularkan oleh nyamuk dan kucing, berdampak besar pada kesehatan global. Plasmodium menyebabkan 228 juta infeksi malaria dan sekitar 400.000 kematian per tahun. Toksoplasma, yang menginfeksi bahkan sepertiga dari populasi manusia, dapat menyebabkan gejala yang parah pada beberapa orang, dan sangat berbahaya selama kehamilan.

Meluncur memungkinkan parasit Apicomplexa masuk dan bergerak di antara sel inang. Misalnya, saat memasuki tubuh manusia melalui gigitan nyamuk, Plasmodium meluncur melalui kulit manusia sebelum masuk ke pembuluh darah manusia. Jenis gerakan ini mengandalkan aktin dan miosin, yang merupakan protein yang sama yang memungkinkan pergerakan otot pada manusia dan vertebrata lainnya. Miosin memiliki bentuk ‘kaki’ molekuler yang ‘berbaris’ di sepanjang filamen aktin dan dengan demikian menciptakan gerakan.

Di Apicomplexa, miosin berinteraksi dengan beberapa protein lain, yang bersama-sama membentuk kompleks yang disebut glideosom. Mekanisme pasti bagaimana glideosom bekerja tidak dipahami dengan baik, antara lain karena struktur molekul dari sebagian besar protein glideosom tidak diketahui. Namun memahami mekanisme ini dapat membantu pengembangan obat yang mencegah pembentukan glideosom dan dengan demikian menghentikan perkembangan penyakit seperti malaria dan toksoplasmosis.

Panggung molekuler memudahkan meluncur

Para ilmuwan di EMBL Hamburg menganalisis struktur molekul rantai cahaya esensial (ELC), yang merupakan protein glideosom yang mengikat langsung ke miosin. Diketahui bahwa mereka diperlukan untuk meluncur, tetapi struktur dan peran tepatnya tidak diketahui sampai sekarang. Para peneliti sekarang memperoleh struktur molekul ELC yang terikat pada myosin A di Toxoplasma gondii dan Plasmodium falciparum menggunakan kristalografi sinar-X dan resonansi magnetik nuklir (NMR).

Studi mereka, diterbitkan di Biologi Komunikasi, menunjukkan bahwa ELC bekerja seperti ‘panggung molekuler’ – saat mengikat myosin A, ELC menjadi kaku, dan mulai bertindak sebagai lengan tuasnya. Pengerasan ini memungkinkan miosin membuat langkah yang lebih panjang, yang kemungkinan besar akan mempercepat gerakan parasit yang meluncur.

Para peneliti juga menyelidiki peran kalsium, yang diduga sebagai regulator peluncur, dalam interaksi antara ELC dan miosin A. Secara mengejutkan, mereka menemukan bahwa kalsium tidak mempengaruhi struktur ELC. Namun, hal itu meningkatkan stabilitas kompleks ELC-myosin A. Hasil yang tidak terduga ini menunjukkan bahwa arsitektur glideosom masih menyembunyikan banyak hal yang tidak diketahui.

“Pekerjaan ini telah memberikan pandangan pertama tentang bagaimana organisme ini bergerak,” kata Matthew Bowler, seorang peneliti EMBL Grenoble yang tidak terlibat dalam penelitian ini, yang menyelidiki strategi Toxoplasma untuk mengontrol sistem kekebalan setelah menyerang sel.

“Sangat menarik melihat detail molekuler baru muncul tentang bagaimana parasit ini bekerja di luar sel inang. Struktur yang indah menunjukkan bagaimana motor yang menggerakkan gerakan ini disatukan, dan dapat menjadi dasar untuk mengembangkan obat baru untuk mengobati penyakit ini,” “lanjut Bowler.

Maria Bernabeu, yang memimpin penelitian tentang disfungsi vaskular pada malaria serebral di situs EMBL di Barcelona, ​​menambahkan: “Jalur plasmodium melalui kulit adalah tahap pertama infeksi pada manusia. Keuntungan menargetkan Plasmodium pada tahap itu adalah hanya sekitar seratus parasit ada. Memahami motilitas terbang parasit dapat membantu mengembangkan obat atau vaksin yang menargetkan Plasmodium sebelum berkembang biak. “

Kolaborasi interdisipliner

Karya ini merupakan hasil kolaborasi interdisipliner antara ahli biologi struktural (kelompok Löw) dan ahli parasitologi (kelompok Gilberger) dari Laboratorium Biologi Molekuler Eropa di Hamburg dan Pusat Biologi Sistem Struktural (CSSB), serta ilmuwan dari Bernhard Nocht Institute for Tropical Kedokteran, Universitas Hamburg dan Universitas Martin-Luther-Halle-Wittenberg. Ini menunjukkan potensi kolaborasi interdisipliner dalam berkontribusi pada pemahaman kita tentang proses biologis dan kemungkinan strategi masa depan untuk memerangi penyakit parasit.

“Memasuki penelitian malaria telah menjadi upaya yang menarik – pertukaran rutin dengan para ahli dan lingkungan interdisipliner membantu kami menjelajahi bidang parasitologi,” kata Christian Löw.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Laboratorium Biologi Molekuler Eropa. Asli ditulis oleh Dorota Badowska. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : HK Prize

Author Image
adminProzen