弓形虫寄生虫如何如此迅速地滑翔

如果您养猫，您可能听说过弓形虫，这是一种原生动物，有时会通过接触垃圾箱中受污染的粪便感染人类。尽管对大多数人无害，弓形虫可导致免疫功能低下的个体或受感染孕妇的胎儿出现严重疾病或死亡。现在，在ACS Nano 上报道的研究人员已经研究了微生物如何在感染期间如此迅速地滑过哺乳动物组织。

根据欧洲疾病控制和预防中心的数据，大约 11% 的欧洲人口以及世界某些地区高达 60% 的人感染了弓形虫，这种弓形虫也可以通过受污染的食物和水。尽管这种寄生虫会感染大多数哺乳动物，但它只会在猫中进行有性繁殖，这会在猫的粪便中排出大量弓形虫卵囊。一旦被人或动物摄入，卵囊的包膜就会被消化酶分解，释放可以进入小肠细胞的寄生虫。在那里，寄生虫过渡到所谓的速殖子阶段，在这个阶段它们可以非常迅速地移动，在宿主细胞内大量繁殖并扩散到全身，在肌肉、眼睛和大脑等组织中形成长寿的囊肿。Isabelle Tardieux 及其同事想要确定这些微小的速殖子如何以独特的螺旋运动如此迅速地滑过组织。

为了找到答案，研究人员将几种类型的高分辨率和高速 2-D 和 3-D 实时成像与力显微镜方法结合起来。他们通过胶原纤维检查寄生虫的运动它模拟了细胞外基质——一种围绕组织中细胞的密集蛋白质网络。速殖子通过首先暂停并在身体前部形成扭结来挤压胶原蛋白网。然后，细胞体收缩，寄生虫像弹簧一样向前涌动。在显微图案化和机器学习方法的帮助下进行更深入的研究，研究人员发现这些运动是由原生动物和胶原纤维之间特定附着物的形成和断裂引起的，导致寄生虫细胞骨架中收缩力的积累。当寄生虫的前端松开对纤维的控制时，它会以超快的螺旋滑翔向前弹跳。

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