Введение
Apicomplexan паразиты имеют сложные жизненные циклы, связанные как бесполое и половое репликации в различных беспозвоночных и позвоночных хозяев. Степень, в которой происходит половой рекомбинации в различных apicomplexan видов сильно варьирует: в организмах, таких как Plasmodium необходимо для транс-миссии, в то время как в случае токсоплазма, бесполые стадии Дублирование также может привести к инфекции наивных хозяев. Не удивительно, что Т. гондий обладает высокой клональной структуры популяции, как следствие этого отсутствие потребности в генетической рекомбинации. Тем не менее, способность пересекать штаммы экспериментально была использована для разработки традиционных стратегий генетического картирования в Т. гондиях. Генетическое картирование обеспечивает вперед
генетическая система для анализа сложных биологических черт, в том числе лекарственной устойчивости, роста, вирулентности, и индукции иммунных ответов, принимающих. Классический генетический анализ предлагает наиболее перспективный в сочетании с другими технологиями, такие как обратная генетика, сравнительная геномика, а также исследование генов Expres-Sion (обзор в главах 15 и 16 этого объем).
БИОЛОГИЯ Toxoplasma
Цикл 14.2.1 Жизнь
токсоплазма является членом филюмом Apicomplexa: разнообразная группа в основном паразитических организмов, которая содержит ряд человеческих
Токсоплазма. Модельные Apicomplexan-перспективы и методы, под редакцией Weiss & Kim
ISBN-13: 978-0-12-369542-0
ISBN-10: 0-12-369542-2
Copyright © 2007 Elsevier Ltd.
Все права воспроизведения в любой форме зарезервированы.
368 РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ В классической генетике токсоплазма
(Т.е. Plasmodium, Cryptosporidium) и (Eimeria, Sarcocystis, Neospora, Theileria, Babesia) патогены животных. Токсоплазма имеет типичный heteroxenous жизненный цикл, чередуя сексуальной репликации в члены семейства кошачьих, которые служат в качестве окончательного хозяина, и бесполое репликации в широком диапазоне теплокровных позвоночных, которые служат промежуточными хозяевами (Dubey, 1977). Подобные heteroxenous жизненных циклов, как полагает, несколько независимых раз возникли в кокцидиях (Барт, 1989), что свидетельствует о преимуществах этого сложного процесса развития для транса-миссии. Расхождение apicomplexans, как представляется, следует, что их окончательных хозяев (Барта, 1989). В соответствии с этим, молекулярная филогения показывает, что Toxoplasma расходились от Neospora Approxi-мерно 10 миллионов лет назад (Су и др., 2003а),
Во время первичной инфекции, Т. гондии быстро растут в гаплоидной форме, называемой тахизоят, которая способна вторжение и репликации в пределах практически любые зародышевые клеток от теплокровных животных. В ответ на стресс, вызванный иммунный ответ паразит превращается в медленно растущей форме называется брадизоитный, который заключен в толстостенной кистой. Прием внутрь этих кист кошек приводит к половой дифференциации внутри кишечник эпителии клеток, и полученное в результате слияния гамет с образованием диплоидных зигот (Dubey и Френкеля, 1972; также более подробно описаны ниже). После разработки непроницаемой стенки, этапы ооциста опадают в кале и подвергаются мейозу в окружающей среде с получением восемь гаплоидного потомства (Френкель и др., 1970). Ооцисты долговечны, устойчивы к условиям окружающей среды, и отвечает за распространение за счет Загрязнители-ции пищи или воды (Мид и др., 1999). Главы 1 и 2 обеспечивают микрофотографии различных форм жизненного цикла.
токсоплазма имеет необычную структуру населения, состоящую из трех распространенных родословных, которые широко распространены в Северной Америке и Европе. Эти родословные известны как I, II и III, а также значительные биологические различия были описаны в них (см ниже), несмотря на их близкородственных генотипов. Различия в этих родословных
были впервые описаны маркеры RFLP (Сибли и Бутройда, 1992a) или исследований MLEE (Dardé и др., 1992), и они с тех пор были проверены с помощью Vari-щества дополнительных исследований (см главу 3). Три клоны сами по себе являются довольно тесно связаны и получены из нескольких общих предков штаммов, которые прошли ограниченные генетической рекомбинации в дикой природе (Григгом и др, 2001а;. Су и др, 2003а.). Важно отметить, что это весьма необычное население струк-ры не был полностью оценен до совсем недавно, и было совершенно неизвестно, когда половая фаза жизненного цикла была впервые описана и когда были проведены в начале генетических кресты.
инфекции и начало полового цикла
Прогрессирование через половой цикл в кишечном тракте кошки кишечника, как представляется, зависит от начальной стадии инфицирующего паразита, предполагая, что там может быть обязательным путь к игре-togenesis. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что половой цикл у кошки может быть инициирован все три основных формами Т. гондий: bradyzoites (также известных как cystozoites) от кист ткани, тахи- zoites (также известный как трофозоиты) от острой инфекции, и спорозоитов из спорулированного ооциста (Dubey и Я.И., 1972; Dubey, 2005). Однако эти формы связаны с различными периодами prepatent до пролития ооциста: 3-10 дней для bradyzoites,>19 дней для тахизоитов и спорозоитов (Dubey и др, 1970;. Dubey и Френкеля, 1972, 1976; Freyre. И др, 1989). Ранние шпилька-х годов показали, что у кошек кормили bradyzoites пролил ооцист 3-10 дней после заражения практически без зависимости от напряжения или дозы, показывая, что половой цикл быстро инициируется с помощью этой формы. В противоположность этому, prepatent период для обоих СПОРО-zoite и тахизоит форм в два-три раза больше. Кошки питались с M-7741 (тип III) штамм, полученный из мышей при острой инфекции, как из ткани (<2 дня после инфицирования) и пери-toneal экссудаты (PEX), пролили ооцист с prepatent течение 19 дней или более (Dubey и Я.И., 1972). В этом эксперименте предполагалось, что паразиты, чтобы быть тахизоиты, так как мыши были все еще в пределах острой фазы инфекции.
| БИОЛОГИЯ токсоплазменных |
Однако более поздние наблюдения из кошек кормили Т. гондий-инфицированным мышей PEX показали больший разброс в prepatent периодов (Dubey, 2005). В этом исследовании, VEG (тип III, штамм поддерживается через канал полового цикла) и недавний живой запас изолировать TgCkAr23 была использована для создания PEX. Из кошек, которые проливают ооцист после кормления с PEX, полученной из этих двух штаммов, более половины пролили ооцист менее чем за 10 дней, при этом остаются-дере, имеющим prepatent периодов 11 дней или более. Ранний prepatent период наблюдается в этом EXPER-iment, как полагает, связанно с брадизоитным CONVER-Sion в брюшине мыши, в то время как более поздний период связан с преобладанием тахизоитов в материале, подаваемый на кошка. В совокупности эти шпильки-х годов согласуются с требованием, чтобы половой цикл быть инициирован по форме брадизоитный, в то время как спорозоиты и тахизоиты должны сначала INITI-ель острой инфекции в желудочно-кишечном тракте кошки, чтобы позволить bradyzoites развиваться. Потенциальный диапазон prepatent периодов во время естественных Infec-ций может позволить себе большую возможность установить
a производительная ко-инфекция для рекомбинации между штаммами.
Поколение гамет
Формирование различных типов паразитов, приводящих к образованию гамет в пределах тракта кошки кишечника был описан из гистологических исследований, которые полагались на фиксированные ткани, рассмотренных CONVEN-ционных световой микроскопии или электронной микроскопии. Сравнение свойств Т. гондий из этих исследований показывает различия и сходство с гаметогенезом в смежных кишечнике обитающих кокцидий (West и др., 2001; Smith и др., 2002). В отличие от Егтепа Т. гондий (и тесно связанных с Neospora, Isospora и Hammondia) не представляется, имеют фиксированное количество раундов мерогонии, и вместо этого имеет целых пять морфологически различных внутриклеточных тиражирование типов до образования гаметоцит. Несмотря на эти различия, Eimeria SPP. и Т. гондий оба имеет высококвалифицированные женщина-смещенное соотношение полов - т.е.
Исследования Dubey и его коллеги изначально определили пять различных морфологических типов, обозначенных как типы А-Е, и они постулировали, что каждый тип последовательно приводит к следующему, culminat-ки в формировании гаметоцитов (Dubey и Я.И., 1972; Speer и Dubey 2005). Типы дифференцированы на основе размера / формы (как в общей структуре и отдельных паразитов), рисунок паразита и вакуолей расположения, режиме разделения, окрашивания, характеристики и местоположение в пределах кишечника. Предлагаемая последовательность основана на временной частоте возникновения и пространственной близости каждого типа (показаны на рисунке 14.1). Исследования Фергюсона и его коллеги (Hutchison и соавт, 1971;.. Фергюсон и др, 1974, 1975) описали очень схожие характеристики для типов позже шизонта D и Е, но типов А-С не были описаны,