西南大学资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室微孢子虫科研团队揭示了微孢子虫感染体——孢原质的细胞膜来源，回答了微孢子虫发芽机制中的关键科学问题。日前，相关研究成果以《微孢子虫“换装”：孢子极膜层经极管运输后转变为孢原质膜》为题在线发表于《微生物学》。
微孢子虫发芽以及孢原质形成过程模式图。课题组供图
微孢子虫是一大类专性细胞内寄生的真核病原体，可以感染人类和重要的经济动物，包括蚕、蜂、鱼、虾和家猪等。目前已鉴定的微孢子虫有200多个属，1700余种，其中10个属中的17个种可以感染人类。微孢子虫具有一套独特的侵染装置，包括极管、极膜层和后极泡三个部分。成熟孢子受到特定环境因子刺激后，其内部的极管瞬间弹出，将具有侵染性的孢原质运送至宿主细胞内完成侵染。然而，100多年来，孢原质是如何形成的？其细胞膜由何而来？这是微孢子虫研究领域的一个未解之谜。
该研究以家蚕微粒子虫为模型，借助荧光标记、透射电镜和冷冻电镜等技术，分析了孢子内物质在弹出极管中的运输过程，发现极管中除了被运输的细胞核外，还存在大量不连续的囊泡状膜物质。进一步对成熟孢子和发芽后的孢子空壳进行分析，证实孢子发芽后原生质膜留在孢子空壳中，呈囊泡状膜结构的极膜层经极管运输至孢外。该团队利用前期制备的两个孢原质膜蛋白NbTMP1和NbABCG1.1的特异性抗体，以及高尔基体特异性标志物Golgi-tracker green和Syntaxin 6蛋白对成熟孢子、发芽极管和孢原质进行标记，最终证实微孢子虫孢原质的细胞膜来源于孢子内高尔基体合成的极膜层。
该研究证实微孢子虫通过发芽（极管弹出）侵染宿主细胞时，成熟孢子内的原生质膜（旧“衣服”）不再被需要，留在孢子空壳内，而是利用提前做好的“新衣服”（即极膜层）来包裹经极管运输至孢外的细胞核等胞质组分，最终形成侵染性的孢原质。
据悉，西南大学资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室为该论文第一完成单位，西南大学博士吕青为论文第一作者， 西南大学副教授龙梦娴、研究员潘国庆为论文共同通讯作者。
相关论文信息：https://doi.org/10.1128/mbio.02749-23
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