蚊子对杀虫剂的抵抗力越来越强，而导致疟疾的寄生虫对抗疟疾药物的抵抗力也越来越强。这就迫切需要新的方法来应对疟疾，2019年，疟疾估计造成了2.29亿个病例和40.9万人死亡，其中大部分是撒哈拉以南非洲的幼童。
为了重振药物或疫苗发现方面的努力，来自伦敦帝国学院杰克-鲍姆教授的实验室和惠康桑格研究所马拉-劳尼扎克博士的实验室的一个团队对人类疟疾寄生虫恶性疟原虫进行了前所未有的详细研究。他们的结果今天（2021年5月27日）发表在《自然通讯》上。
人类疟疾寄生虫在生命周期的不同阶段的基因活动的三维图
恶性疟原虫在蚊子的中肠中发育，然后进入蚊子的唾液腺，准备在蚊子叮咬时感染人类。在这些阶段，寄生虫经历了许多对其发展和传播能力很重要的阶段，包括改变成不同的形式。
该团队通过分析整个过程中基因的活动来追踪这些阶段是如何被控制的。他们分离了不同形式的寄生虫，并产生了1467个 "转录组"--在不同阶段，单细胞中哪些基因被打开或关闭的地图。
当基因被打开时，它们指示细胞制造不同的蛋白质并驱动发育变化，例如使寄生虫离开中肠并定植于蚊子的唾液腺，或穿越人类细胞到达肝脏，在那里寄生虫准备入侵更多的人类细胞。
了解这些过程在细胞水平上的详细工作情况，为研究人员揭示了可以阻断的新目标，以停止发展，防止寄生虫的传播。
除了调查该寄生虫的整个传播周期外，该团队还关注所谓的孢子虫阶段：在蚊子叮咬期间释放到人类皮肤中的形式。他们在蚊子的发育过程中对寄生虫进行了分类，并在被感染的叮咬后分离出孢子虫，因为它们与人类皮肤细胞相互作用。在这样做的过程中，他们能够找到定义这些过程中每个关键阶段的特定基因表达模式。这种精细的粒度使研究人员能够追踪孢子虫的发育过程，并提出每个步骤所必需的新的机制目标和未来阻断疟疾感染的疫苗目标。
该团队还能够将他们的数据与来自相关寄生虫伯格氏疟原虫的类似数据集进行比较，伯格氏疟原虫是一种啮齿类疟疾寄生虫，经常被用作实验室中研究疟疾疾病的模型。这表明哪些基因在物种之间是共同的，哪些基因是人类版本的寄生虫所特有的。
研究人员已经在一个互动网站上提供了他们的所有数据，在那里可以轻松和自由地查看疟原虫生命周期的任何阶段的任何基因的转录情况。