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The genome of the blood fluke Schistosoma mansoni

Matthew Berriman, Brian J. Haas, Philip T. LoVerde, R. Alan Wilson, Gary P. Dillon, Gustavo C. Cerqueira, Susan T. Mashiyama, Bissan Al-Lazikani, Luiza F. Andrade, Peter D. Ashton, Martin A. Aslett, Daniella C. Bartholomeu, Gaelle Blandin, Conor R. Caffrey, Avril Coghlan, Richard Coulson, Tim A. Day, Art Delcher, Ricardo DeMarco, Appolinaire Djikeng, Tina Eyre, John A. Gamble, Elodie Ghedin, Yong Gu, Christiane Hertz-Fowler, Hirohisa Hirai, Yuriko Hirai, Robin Houston, Alasdair Ivens, David A. Johnston, Daniela Lacerda, Camila D. Macedo, Paul McVeigh, Zemin Ning, Guilherme Oliveira, John P. Overington, Julian Parkhill, Mihaela Pertea, Raymond J. Pierce, Anna V. Protasio, Michael A. Quail, Marie-Ade`le Rajandream, Jane Rogers, Mohammed Sajid, Steven L. Salzberg, Mario Stanke, Adrian R. Tivey, Owen White, David L. Williams, Jennifer Wortman, Wenjie Wu, Mostafa Zamanian, Adhemar Zerlotini, Claire M. Fraser-Liggett, Barclay G. Barrell & Najib M. El-Sayed

マンソン住血吸虫( Schistosoma mansoni )は、放置されてきた熱帯病である住血吸虫症の病原体であり、その患者は76か国で2億1,000万人にのぼる。今回我々は、マンソン住血吸虫の363メガベースの核ゲノムを解析した結果を明らかにする。このゲノムは少なくとも11,809個の遺伝子をコードし、通常とは異なるイントロンのサイズ分布を示す。さらに、高頻度で選択的スプライシングを起こすマイクロエキソン遺伝子の新規ファミリーを有する。住血吸虫はゲノム配列が最初に決定された扁形動物であり、代表的な冠輪動物であることから、本ゲノム配列は、左右相称な生体パターンの発生をはじめとする、動物進化の初期現象や組織から臓器への発達についての手がかりとなる。今回の解析は、新規薬剤標的発見の必要性によって行われた。住血吸虫は脂質代謝が欠損していて宿主に依存していることが明らかになったほか、膜受容体、イオンチャネル、および300種を超えるプロテアーゼの同定は、生活環および新規標的の生物学的性質についての新たな手がかりをもたらす。バイオインフォマティクスの手法によって代謝上の要衝が明らかになり、ケモゲノミクスによるスクリーニングでは、住血吸虫に対して既存の薬剤が効果を示すと思われるタンパク質が特定された。今回得られた情報は、この重要かつ放置されてきた疾患の治療および根絶のために非常に必要とされている、新規の管理手段の開発研究に貴重な情報源となる。

Nature 460: 352-358, 16 July, 2009

Schistosoma mansoni is responsible for the neglected tropical disease schistosomiasis that affects 210 million people in 76 countries. Here we present analysis of the 363 megabase nuclear genome of the blood fluke. It encodes at least 11,809 genes, with an unusual intron size distribution, and new families of micro-exon genes that undergo frequent alternative splicing. As the first sequenced flatworm, and a representative of the Lophotrochozoa, it offers insights into early events in the evolution of the animals, including the development of a body pattern with bilateral symmetry, and the development of tissues into organs. Our analysis has been informed by the need to find new drug targets. The deficits in lipid metabolism that make schistosomes dependent on the host are revealed, and the identification of membrane receptors, ion channels and more than 300 proteases provide new insights into the biology of the life cycle and new targets. Bioinformatics approaches have identified metabolic chokepoints, and a chemogenomic screen has pinpointed schistosome proteins for which existing drugs may be active. The information generated provides an invaluable resource for the research community to develop much needed new control tools for the treatment and eradication of this important and neglected disease.

JUL/17/2009

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