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稳定表达 Cas9 和 T7 RNA 聚合酶的利什曼原虫 (Viannia) braziliensis 的有效基因组编辑
直到 2015 年，阐明利什曼原虫蛋白质功能的功能丧失研究都依赖于通过同源重组进行基因破坏。随后，CRISPR/Cas9 革命影响到了这些原生动物寄生虫，只需一轮转染即可实现有效的基因组编辑。此外，LeishGEdit 的开发（一种基于 PCR 的工具包，用于使用 CRISPR/Cas9 生成敲除和标记系）使基因组编辑更加直接有效。在此系统中，质粒 pTB007 被递送至利什曼原虫，在 b-微管蛋白基因座中进行游离表达或整合，并稳定表达 T7 RNA 聚合酶和 Cas9。在南美洲，尤其是在巴西，利什曼原虫 (Viannia) braziliensis 是皮肤利什曼病最常见的病原体。与利什曼原虫相比，L. braziliensis b-微管蛋白基因座表现出显著的序列差异，这阻碍了 pTB007 的有效整合和 Cas9 的稳定表达。为了克服这一限制，pTB007 中存在的 L. major b-微管蛋白序列被利什曼原虫 (Viannia) b-微管蛋白保守序列取代，从而产生了 pTB007_Viannia 质粒。这一修改使 pTB007_Viannia 盒式磁带成功整合到 L. braziliensis M2903 基因组中，并且计算机预测表明这也可以在其他 Viannia 物种中实现。通过敲除鞭毛蛋白 PF16 来评估 Cas9 的活性，这导致这些转染子中出现不动表型。内源性PF16也成功被mNeonGreen标记，并采用基因座互补策略将PF16基因的C端标记拷贝返回到原始基因座，从而恢复游泳能力。
使用 CRISPR/Cas9 胞嘧啶碱基编辑工具箱对利什曼原虫进行基因编辑和可扩展的功能基因组筛选 LeishBASEedit
摘要 CRISPR/Cas9 基因编辑彻底改变了利什曼病的病原体利什曼原虫的功能丧失实验。然而，由于利什曼原虫缺乏功能性非同源 DNA 末端连接途径，因此获得无效突变体通常需要额外的供体 DNA、选择与药物耐药性相关的编辑或耗时的克隆分离。因此，目前无法在不同条件下和多种利什曼原虫物种中进行全基因组功能丧失筛选。在这里，我们报告了一个克服这些限制的 CRISPR/Cas9 胞嘧啶碱基编辑器 (CBE) 工具箱。我们利用利什曼原虫中的 CBE 通过将胞嘧啶转化为胸腺嘧啶来引入终止密码子，并创建了用于动基体中 CBE 引物设计的 http://www.leishbaseedit.net/。通过报告基因检测以及针对 L. mexicana 、 L. major 、 L. donovani 和 L. infantum 中的单拷贝和多拷贝基因，我们展示了该工具如何通过仅表达一个单向导 RNA 来有效生成功能性无效突变体，在非克隆群体中达到高达 100% 的编辑率。然后，我们生成了针对利什曼原虫优化的 CBE，并成功地针对质粒文库传递的 L. mexicana 中的功能丧失筛选中的必需基因。由于我们的方法不需要 DNA 双链断裂、同源重组、供体 DNA 或克隆分离，我们相信这首次使通过质粒文库传递在利什曼原虫中进行功能性遗传筛选成为可能。
利什曼原虫专业的低遗传异质性在伊朗不同地理区域
细胞处理信息的能力目前用于设计基于细胞的工具，用于生态，工业和生物医学应用，例如检测危险化学物质或生物修复。在大多数应用中，单个单元格被用作信息进程单元。但是，单细胞工程受到必要的分子综合性和伴随的合成回路代谢负担的限制。为了克服这些局限性，合成生物学家已经开始工程多细胞系统，将细胞与设计的亚功能结合在一起。为了进一步推进合成多细胞系统中的信息处理，我们介绍了储层计算的应用。储层计算机（RCS）通过带有基于回归的读数的固定规则动态网络（储层）近似时间信号处理任务。重要的是，RCS消除了网络重新布线的需求，因为可以使用相同的储层近似不同的任务。预见的工作已经证明了单细胞和神经元种群充当储层的能力。在这项工作中，我们在多细胞种群中扩展了储层计算，并具有基于扩散的细胞间信号传导的广泛机制。作为概念验证，我们模拟了由3D通过扩散分子通信的细胞社区制成的储层，并将其用于近似二进制信号处理任务，重点介绍了两个基准功能 - 从二进制输入信号中分配中位数和平等功能。我们证明了基于扩散的多细胞储层是一种可行的合成框架，用于执行复杂的时间计算任务，该框架比单个单元格储层提供了计算优势。我们还确定了许多可能影响这些处理系统计算性能的生物学特性。
系统鉴定编码细胞表面和分泌蛋白的基因，这些基因对于杜氏利什曼原虫体外生长和感染至关重要
利什曼病是一种由利什曼原虫属的原生动物寄生虫引起的传染病，目前尚无获批的人类疫苗。感染以物种特异性的方式定位到不同的组织，由杜氏利什曼原虫和婴儿利什曼原虫引起的内脏疾病对人类最为致命。尽管利什曼原虫属寄生虫主要在细胞内，但可以通过给狗接种婴儿利什曼原虫前鞭毛体培养物分泌产物的复杂混合物来预防内脏疾病。由于细胞外寄生虫蛋白可直接与疫苗诱导的宿主抗体接触，因此它们是良好的亚单位疫苗候选物，因此我们在此尝试发现对体外生长和宿主感染至关重要的蛋白质，目的是确定亚单位疫苗候选物。通过对杜氏利什曼原虫基因组进行计算机分析，我们确定了 92 个编码蛋白质的基因，这些蛋白质预测会通过单个跨膜区或 GPI 锚点分泌或外部锚定在寄生虫膜上。通过选择一种同时表达荧光素酶和 Cas9 核酸酶的转基因杜氏利什曼原虫，我们系统地尝试通过 CRISPR 基因组编辑靶向所有 92 个基因，并确定了体外生长所需的四个基因。对于 55 个基因，我们用每种突变寄生虫感染了小鼠群，并通过使用生物发光成像纵向量化寄生虫血症，结果显示 9 个基因有减毒感染的证据，尽管所有基因最终都建立了感染。最后，我们将两个基因表达为全长可溶性重组蛋白，并在小鼠临床前感染模型中将它们作为亚单位疫苗候选物进行测试。这两种蛋白质都对脾脏感染的不受控制的发展产生了显著的保护作用，值得进一步研究作为针对这种致命的热带传染病的亚单位疫苗候选物。
壳聚糖微粒鼻腔内免疫可增强缺乏DNA疫苗的保护作用并诱导针对内脏利什曼病的特定持久免疫力
开发针对利什曼原虫的保护性疫苗取决于抗原配方和诱导特异性免疫和持久免疫反应的佐剂。我们之前证明，鼻腔内接种编码 p36/LACK 利什曼原虫抗原 (LACK-DNA) 的质粒 DNA 的 BALB/c 小鼠在接种疫苗后可产生长达 3 个月的保护性免疫，这与疫苗 mRNA 在外周器官中的全身表达有关。在本研究中，LACK-DNA 疫苗与交联甘油醛 (CMC) 的生物相容性壳聚糖微粒相结合，以增强对晚期利什曼原虫攻击的持久免疫力。与未接种疫苗的对照组相比，接种疫苗后 7 天、3 或 6 个月感染导致寄生虫负荷显著降低。此外，接种 LACK-DNA-壳聚糖疫苗的小鼠在晚期时间点攻击后表现出长期保护作用。所获得的保护与脾细胞对寄生虫抗原的增强反应相关，其特点是增殖和 IFN-g 增加以及 IL-10 产生减少。此外，我们发现 TNF-a 的系统水平降低，这与 LACK-DNA/CMC 疫苗接种感染小鼠中观察到的较好健康状况相一致。总之，我们的数据表明壳聚糖微粒作为递送系统工具来延长 LACK-DNA 疫苗赋予的保护性免疫的可行性，这可以在针对利什曼原虫感染的疫苗制剂中进行探索。
MNYC/BZ/62/M379 表达 Cas9 和 T7 RNA 聚合酶
简介 墨西哥利什曼原虫是一种可感染人类的单细胞真核生物，是引起利什曼病的物种之一。由于其毒性较低（引起皮肤利什曼病而非内脏利什曼病）并且能够在适当的无菌培养中容易分化为无鞭毛体形式，它通常被用作分子细胞生物学的模型利什曼原虫物种。我们之前曾描述过表达 Cas9 和 T7 RNA 聚合酶的转基因墨西哥利什曼原虫 MNYC/BZ/62/M379 的生成，该菌株可进行快速反向遗传修饰 1 。由于这不是参考基因组菌株（参考基因组菌株为 MHOM/GT/2001/U1103） 2 并且可能在实验室培养和/或 Cas9 或 T7 表达的选择压力下积累了突变，因此我们对这种广泛使用的菌株的基因组进行了测序，作为设计反向遗传策略的高质量参考。
转录因子相互作用会协调免疫...
利什曼病是一组异质疾病，在几个国家中被认为是重要的公共卫生问题。这种被忽视的疾病是由属于利什曼原虫属的20多种原生动物的寄生虫物种引起的，并由雌性静脉巴诺氏菌的咬伤散布。取决于寄生虫的规格和患者的免疫状态，利什曼病可以呈现各种临床表现。作为强制性细胞内寄生虫，利什曼原虫在吞噬细胞中定居，主要是巨噬细胞，这些巨噬细胞策划了宿主免疫反应并确定感染的命运。一旦在巨噬细胞内，利什曼原虫就会触发调节宿主细胞免疫和代谢反应的不同信号通路。各种转录因子调节这种免疫代谢反应以及与入侵寄生虫相关的利什曼杀剂和炎症反应。在这篇综述中，我们将重点介绍这些反应，它们的相互作用及其对免疫反应的建立和进展以及它们对疾病生理病理学的影响。
国际寄生虫学杂志 - Wheeler Lab
利什曼病是一种媒介传播疾病，由利什曼原虫属感染引起，利什曼原虫是专性细胞内原虫寄生虫。目前，人类疫苗尚不可用，主要治疗严重依赖全身用药，这些药物通常配方不理想且毒性很大，因此新药成为受疾病困扰的中低收入国家的高度优先事项，但由于利润率不高，大多数制药公司的议程中新药的优先级较低。需要新的方法来加速新药的发现或现有药物的重新定位。为了应对这一挑战，我们的研究旨在确定临床相关的利什曼原虫种之间共享的潜在蛋白质靶点。我们采用了减法蛋白质组学和比较基因组学方法，整合高通量多组学数据，根据不同的药物可药性指标对这些靶点进行分类。这项工作对 14 种致病性利什曼原虫种的 6502 个蛋白质靶点直系同源组进行了排名。在排名前 20 位的组中，已知具有吸引力药物靶标的代谢过程被重新发现，包括泛素化途径、氨酰基-tRNA 合成酶和嘌呤合成。此外，我们还发现了新的有希望的靶标，例如烟酸磷酸核糖转移酶和二氢硫辛酰胺琥珀酰转移酶。这些组表现出有吸引力的药物特性，包括与人类宿主蛋白质组的序列同一性小于 40%、预测的必要性、结构分类为高度药物化或药物化，以及在无鞭毛体形式中的表达水平高于第 50 个百分位。这项工作中提供的资源还代表了有关锥虫生物学的综合数据集合。
使用化学和遗传方法评估利什曼原虫肌醇磷酸神经酰胺合酶作为药物靶点
摘要：有效疫苗的缺乏和对当前治疗方法的耐药性的产生凸显了对新型抗利什曼原虫药物的迫切需求。鞘脂代谢被认为是利什曼原虫特异性靶点的有希望的来源，因为这些脂质是真核生物质膜的关键结构成分，并参与不同的细胞事件。肌醇磷酸神经酰胺 (IPC) 是利什曼原虫中的主要鞘脂，是 IPC 合酶 (IPCS) 介导的反应的产物。抗组胺药富马酸氯马斯汀已被确定为 L. major 中的 IPCS 抑制剂和体内强效的抗利什曼原虫。在这里，我们试图进一步研究这种化合物在更易处理的物种 L. mexicana 中的靶点，采用结合基因组学、蛋白质组学、代谢组学和脂质组学技术以及分子和生化研究的方法。虽然数据表明对富马酸氯马斯汀的反应基本保持不变，但发现了鞘脂代谢以外的意外干扰。此外，虽然删除编码 Lmx IPCS 的基因在体外影响不大，但它确实影响了富马酸氯马斯汀的疗效，更重要的是，影响了体内致病性。总之，这些数据表明氯马斯汀确实抑制了 Lmx IPCS 并导致相关的代谢紊乱，但其主要目标可能在其他地方。关键词：利什曼原虫、肌醇磷酸神经酰胺合酶、富马酸氯马斯汀、多组学、CRISPR-Cas9、热蛋白质组学分析
社论：利什曼原虫寄生虫的最新发现，用于更好的疫苗设计和药物开发
利什曼原虫（Leishmania）是一种众所周知的单细胞寄生虫，是一种使人衰弱的载体疾病的病因，其致命的内脏（VL）和粘膜皮肤（MCL）形式到自我修复皮肤表现（CL）。由于疾病的流行和全球传播的变化，迫切需要保护性疫苗和候选药物（PAZ，2024年）。然而，对真正的寄生虫托管相互作用的深刻理解中的失败阻碍了保护性疫苗或有效治疗的发展。Seyed等。已经讨论了疫苗接种失败的一些根本原因以及在小鼠模型中已经鉴定出的保护的相关性以及更好地符合这些保护标准的疫苗配方，即活着的活死或非致病利什曼原虫物种和DNA疫苗。现在可以应用新技术，例如CRISPR-CAS9（Sharma等，2021）和新一代无抗生素的质粒（Alonso等，2023），可用于解决与这些疫苗平台相关的内置缺陷。基本上，针对利什曼尼亚或其他相关巨噬细胞寄生虫的保护性疫苗，例如“伴有免疫力”的克鲁兹锥虫瘤，这意味着“持久，低级感染”（Peters and Sacks，2009年，2009年； Peters等，2009; Peters等，2014; Seeed and seeed and rafati，Rafati，20221）。Cai等。 已经证明了实验性活疫苗与在表达Cruzi抗原锥虫瘤的重组无毒的利什曼原虫（DHFR-TS-）上配制的Chagas疾病的有效性。 Almeida Machado等。Cai等。已经证明了实验性活疫苗与在表达Cruzi抗原锥虫瘤的重组无毒的利什曼原虫（DHFR-TS-）上配制的Chagas疾病的有效性。Almeida Machado等。Almeida Machado等。该研究的结果值得进一步调查活体受累的利什曼原虫作为疫苗，以满足利什曼病和chagas的“伴随免疫力”，这是两种全球重要的感染。目前，当人类疫苗落后于落后于化学疗法时，在疾病控制中仍然起着最重要的作用。然而，对当前治疗剂的耐药性上升，敦促更换新的化学物质。尽管在高吞吐药物发现中取得了显着突破，但迫切需要鉴定有前途的新型抗利什曼尼亚化合物。已经有优势的药物重新利用，涉及确定已经批准其他适应症的现有药物的新治疗用途（Kulkarni等，2023）。该小组第一次提出