Das Genom von Dinobdella ferox auf Chromosomenebene lieferte ein molekulares Modell für seinen spezifischen Parasitismus

BACKGROUND: Dinobdella ferox is the most frequently reported leech species parasitizing the mammalian nasal cavity. However, the molecular mechanism of this special parasitic behavior has remained largely unknown. METHODS: PacBio long-read sequencing, next-generation sequencing (NGS), and Hi-C sequencing were employed in this study to generate a novel genome of D. ferox, which was annotated with strong certainty using bioinformatics methods. The phylogenetic and genomic alterations of D. ferox were then studied extensively alongside the genomes of other closely related species. The obligatory parasitism mechanism of D. ferox was investigated using RNA-seq and proteomics data. RESULTS: PacBio long-read sequencing and NGS yielded an assembly of 228 Mb and contig N50 of 2.16 Mb. Along Hi-C sequencing, 96% of the sequences were anchored to nine linkage groups and a high-quality chromosome-level genome was generated. The completed genome included 19,242 protein-coding genes. For elucidating the molecular mechanism of nasal parasitism, transcriptome data were acquired from the digestive tract and front/rear ends of D. ferox. Examining secretory proteins in D. ferox saliva helped to identify intimate connections between these proteins and membrane proteins in nasal epithelial cells. These interacting proteins played important roles in extracellular matrix (ECM)-receptor interaction, tight junction, focal adhesion, and adherens junction. The interaction between D. ferox and mammalian nasal epithelial cells included three major steps of pattern recognition, mucin connection and breakdown, and repair of ECM. The remodeling of ECM between epithelial cells of the nasal mucosa and epithelial cells of D. ferox may produce a stable adhesion environment for parasitism. CONCLUSIONS: Our study represents the first-ever attempt to propose a molecular model for specific parasitism. This molecular model may serve as a practical reference for parasitism models of other species and a theoretical foundation for a molecular process of parasitism.

Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.

Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.

Mittels PacBio-Long-Read-, NGS- und Hi-C-Sequenzierung wurde ein Genom von Dinobdella ferox erstellt: 228 Mb Assemblierung mit Contig-N50 von 2,16 Mb, 96 % verankert in neun Kopplungsgruppen, 19 242 proteinkodierende Gene. Transkriptomdaten (Verdauungstrakt, Vorder-/Hinterende) und Proteomdaten der Speichelsekrete zeigten, dass sezernierte Proteine mit Membranproteinen nasaler Epithelzellen bei ECM-Rezeptor-Interaktion, Tight Junctions, fokaler Adhäsion und Adherens Junctions interagieren. Postuliert wurden drei Schritte: Mustererkennung, Mucin-Bindung und -Abbau sowie ECM-Reparatur. Die Autoren sehen darin den ersten Versuch eines molekularen Modells dieses spezifischen Parasitismus.

Erfahren Sie, wie diese Forschung mit der klinischen Praxis verknüpft ist

Weitere begutachtete Studien in der Kategorie „Genomik & Proteomik“.

• Leech Salivary Proteome and Transcriptome: 434 Deduced Protein Sequences — Liu Z, Tong X, Su Y, et al. (2019)
• Medicinal Leech Draft Genome — Anticoagulant Gene Survey — Kvist S, Manzano-Marín A, de Carle D, Trontelj P, Siddall ME (2020)
• Blutegeltherapie (Hirudo medicinalis) mildert die durch testikuläre Ischämie/Reperfusion induzierten Hodenschäden in einem Tiermodell — Davoodi F et al. (2021)
• Neues antikoagulatorisches Protein aus dem medizinischen Blutegel — Manuvera V et al. (2024)
• AIF-1 und RNASET2 spielen komplementäre Rollen in der angeborenen Immunantwort des medizinischen Blutegels — Baranzini N et al. (2019)
• Antimikrobielle Peptide des medizinischen Blutegels ohne Toxizität stellen eine vielversprechende alternative Strategie zur Bekämpfung antibiotikaresistenter Erreger dar — Grafskaia E et al. (2019)
• Structural insights into thrombolytic activity of destabilase from medicinal leech — Marin E et al. (2023)
• Das Genom des medizinischen Blutegels (Whitmania pigra) und eine vergleichende Genomstudie zur Erforschung bioaktiver Inhaltsstoffe — Tong L et al. (2022)
• Das ZNS des medizinischen Blutegels als Modell für Exosomen-Studien zum Wechselspiel zwischen Mikroglia und Neuronen — Raffo-Romero A et al. (2018)
• Transcriptomic profiling and the first spatial expression analysis of candidate genes in the salivary gland of the East Asian medicinal leech, Hirudo nipponia — Kim J et al. (2024)

Alle von der ASH analysierten Studien →