Parasit malaria berdetak ke jam internalnya sendiri – ScienceDaily

Parasit malaria berdetak ke jam internalnya sendiri – ScienceDaily


Ketika seseorang terkena malaria, tarian ritmis berlangsung di dalam tubuhnya. Tanda-tanda penyakit ini – demam dan menggigil siklis – disebabkan oleh parasit yang berkembang biak secara berturut-turut di dalam sel darah merah, kemudian meledak bersamaan setiap beberapa hari.

Sekarang, sebuah penelitian menunjukkan bahwa meski tumbuh di luar tubuh, parasit malaria masih bisa mengalahkannya.

Pelaporan di jurnal edisi 15 Mei Ilmu, para peneliti telah menemukan ritme dalam tingkat aktivitas gen parasit yang tidak bergantung pada petunjuk waktu dari inang, tetapi terkoordinasi dari dalam parasit itu sendiri.

Penemuan ini menunjukkan bahwa parasit penyebab malaria memiliki mesin pencatat waktu sendiri; metronom internal yang berdetak dengan sendirinya dan menyebabkan ribuan gen parasit naik turun secara berkala.

“Malaria memiliki semua ciri molekuler jam,” kata profesor biologi Duke Steven Haase, penulis utama studi tersebut.

Memahami cara kerja jam malaria mungkin membantu mengembangkan senjata baru melawan penyakit yang membunuh seorang anak setiap dua menit, dan telah terbukti semakin kebal terhadap obat-obatan yang ada, kata Haase.

Haase telah menghabiskan waktu bertahun-tahun mempelajari siklus sel dalam ragi untuk memahami kontrol pada waktu kejadian saat satu sel menjadi dua. Tetapi baru belakangan ini dia beralih ke malaria. Pekerjaan itu dipicu oleh pertanyaan yang membuat jengkel para ilmuwan: bagaimana parasit menjaga waktu?

Para peneliti telah lama mengetahui bahwa semua parasit malaria dalam tubuh orang yang terinfeksi – jutaan di antaranya – bergerak melalui siklus sel mereka pada waktu yang sama. Mereka menyerang sel darah merah, berkembang biak dan meletus dalam gelombang sinkron, melepaskan parasit baru yang menyerang sel darah merah lainnya, dan siklusnya dimulai lagi. Tetapi apakah parasit secara aktif mengoordinasikan jadwal mereka sendiri atau hanya menanggapi ritme sirkadian harian dari inang manusia adalah sebuah misteri.

Dalam studi baru tersebut, para ilmuwan menumbuhkan empat strain parasit malaria Plasmodium falciparum dalam sel darah merah manusia di laboratorium, tempat mereka diisolasi dari fluktuasi harian suhu tubuh inang, kadar melatonin, dan ritme tubuh lainnya.

Bersama dengan rekan dari Institut Penelitian Angkatan Darat Walter Reed, Universitas Atlantik Florida dan Universitas Negeri Montana, tim mengekstraksi RNA parasit setiap tiga jam hingga tiga hari, dan melihat kapan setiap gen diaktifkan dan tingkat ekspresinya. .

Para peneliti mencatat bahwa, bahkan tanpa petunjuk dari inang, semua parasit dalam strain tertentu tetap berjalan. Kira-kira 90% dari gen yang mereka teliti tampaknya dikendalikan oleh jam, naik dan turun dengan cara yang dapat diprediksi, dan dengan urutan yang berulang, terus menerus.

Analisis menunjukkan bahwa jam malaria menjaga waktu sama seperti jam biologis yang mengontrol siklus tidur, metabolisme dan ritme sirkadian lainnya pada manusia dan hewan lainnya, kata rekan penulis Francis Motta, asisten profesor matematika di Florida Atlantic University.

Penemuan tim tersebut didukung oleh studi terpisah terhadap tikus yang terinfeksi malaria, yang juga muncul dalam edisi 15 Mei Ilmu, dipimpin oleh ahli ritme sirkadian Joseph Takahashi, penyelidik HHMI di University of Texas Southwestern Medical Center.

Sementara sangat sedikit genom malaria yang menyerupai gen jam yang ditemukan pada organisme lain, “itulah yang penting bagaimana gen tersebut disusun dalam jaringan,” kata Haase.

Jam biologis lainnya terdiri dari jaringan gen yang saling berhubungan yang diaktifkan sampai protein yang mereka hasilkan mulai menumpuk. Dalam loop umpan balik kimia, konsentrasi protein yang lebih tinggi kemudian bertindak untuk mematikan gen yang membuatnya.

Sebagai langkah selanjutnya, tim tersebut melihat apakah ada crosstalk antara jam malaria dan jam yang berdetak di dalam sel sistem kekebalan manusia.

Pemikirannya adalah bahwa parasit yang mampu mengantisipasi ketika pertahanan inangnya cenderung turun dapat menyesuaikan waktu pelarian mereka dari sel darah merah, mungkin memberi mereka keunggulan dibandingkan rekan yang lebih ritmis.

Jika kita dapat mengetahui apakah dan bagaimana parasit malaria menyinkronkan detak jamnya dengan inangnya, kata Haase, kita mungkin dapat mengganggu sinyal itu dan membantu sistem kekebalan manusia melawan penyerang ini dengan lebih baik.

Penelitian ini didukung oleh Defense Advanced Research Projects Agency (D12AP00025), National Institutes of Health (R01 GM126555-01), dan National Science Foundation (DMS-1839299). Haase dan rekan penulis John Harer adalah anggota Mimetics, LLC. Harer adalah CEO dari Geometric Data Analytics, Inc. Rekan penulis Tomas Gedeon dan Bree Cummins berada di dewan direksi Kanto, Inc.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : HK Prize

Author Image
adminProzen