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计算机模型对抗疟疾

2019-04-22 10:29:57 • 来源：

作为世界上最致命的病原体之一，疟原虫从宿主到宿主不断传播。但是，由KAUST科学家创建的计算机模型可能揭示并帮助利用寄生虫的未知弱点来揭示治疗疟疾的新选择。疟原虫寄生虫需要蚊子和脊椎动物宿主来繁殖和完成其生命周期。通过原本无害的昆虫叮咬，疟原虫迅速繁殖并从蚊子传播到人类宿主，在那里它每年导致疟疾并杀死近50万人。

计算机模型对抗疟疾

由于疟原虫感染红细胞，在宿主之间传播并繁殖，单细胞寄生虫采取不同的形式。目前疟疾药物的一个关键限制是它们只能治疗积极引起疟疾症状的疟原虫形式。然而，针对病原体传播形式的治疗可能会将疾病扼杀在萌芽状态。

寻找潜在的疟疾药物目标，KAUST博士。学生Alyaa Abdel-Haleem和她的同事研究了疟原虫的遗传蓝图。他们专注于参与新陈代谢的基因 - 允许寄生虫生长，繁殖并对其环境做出反应的化学反应。

“我们在这项研究中的目的是提供一个模型，对物种和生命周期阶段之间的代谢差异进行编目，以探索新的治疗策略和目标，”Abdel-Haleem解释说。

首先，科学家们创建了计算机模型，将疟原虫的遗传蓝图与代谢基因在五个不同物种及其生命周期的五个不同阶段如何开启和关闭的信息相结合。然后，他们在模型中删除了基因并进行了模拟，以测试哪些基因是寄生虫存活的组成部分。

科学家们已经遇到了几个潜在的目标。首先，模拟显示，在其症状引起的形式中，B维生素泛酸是恶性疟原虫物种复制所需的必需维生素，而同样的因素对感染啮齿动物的疟疾物种的生长并不重要。

Abdel-Haleem说：“一种潜在的策略是接种疫苗以阻止这种寄生虫生长的重要途径并限制其存活和繁殖。”

Abdel-Haleem和她的主管Takashi Gojobori和Xin Gao，在Katsuhiko Mineta的计算支持下，希望他们的疟原虫模拟模型能够帮助发现更多的药物治疗线索。他们强调，这些模型可用于翻译实验模型和人类感染物种的发现。

同时，该团队将继续添加有关疟原虫的更多遗传信息。“最关键的一步是保持模型的更新以备将来使用，”Gojobori说。

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