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西南大學資源昆蟲高效養殖與利用全國重點實驗室微孢子蟲科研團隊揭示了微孢子蟲感染體——孢原質的細胞膜來源，回答了微孢子蟲發芽機制中的關鍵科學問題。日前，相關研究成果以《微孢子蟲“換裝”：孢子極膜層經極管運輸后轉變為孢原質膜》為題在線發表于《微生物學》。
微孢子蟲發芽以及孢原質形成過程模式圖。課題組供圖
微孢子蟲是一大類專性細胞內寄生的真核病原體，可以感染人類和重要的經濟動物，包括蠶、蜂、魚、蝦和家豬等。目前已鑒定的微孢子蟲有200多個屬，1700余種，其中10個屬中的17個種可以感染人類。微孢子蟲具有一套獨特的侵染裝置，包括極管、極膜層和后極泡三個部分。成熟孢子受到特定環境因子刺激后，其內部的極管瞬間彈出，將具有侵染性的孢原質運送至宿主細胞內完成侵染。然而，100多年來，孢原質是如何形成的？其細胞膜由何而來？這是微孢子蟲研究領域的一個未解之謎。
該研究以家蠶微粒子蟲為模型，借助熒光標記、透射電鏡和冷凍電鏡等技術，分析了孢子內物質在彈出極管中的運輸過程，發現極管中除了被運輸的細胞核外，還存在大量不連續的囊泡狀膜物質。進一步對成熟孢子和發芽后的孢子空殼進行分析，證實孢子發芽后原生質膜留在孢子空殼中，呈囊泡狀膜結構的極膜層經極管運輸至孢外。該團隊利用前期制備的兩個孢原質膜蛋白NbTMP1和NbABCG1.1的特異性抗體，以及高爾基體特異性標志物Golgi-tracker green和Syntaxin 6蛋白對成熟孢子、發芽極管和孢原質進行標記，最終證實微孢子蟲孢原質的細胞膜來源于孢子內高爾基體合成的極膜層。
該研究證實微孢子蟲通過發芽（極管彈出）侵染宿主細胞時，成熟孢子內的原生質膜（舊“衣服”）不再被需要，留在孢子空殼內，而是利用提前做好的“新衣服”（即極膜層）來包裹經極管運輸至孢外的細胞核等胞質組分，最終形成侵染性的孢原質。
據悉，西南大學資源昆蟲高效養殖與利用全國重點實驗室為該論文第一完成單位，西南大學博士呂青為論文第一作者， 西南大學副教授龍夢嫻、研究員潘國慶為論文共同通訊作者。