当一个人得了疟疾时，其体内会发生有节奏的舞蹈。该病的明显症状-周期性的发烧和发冷-是由连续的寄生虫群在红细胞内同步繁殖，然后每隔几天一致爆发而引起的。

现在，一项研究表明，即使在体外生长，疟原虫仍然可以保持节拍。

在5月15日的《科学》杂志上，研究人员发现了寄生虫基因活动水平的节律，该节律不依赖宿主的时间线索，而是从寄生虫内部进行协调。

研究结果表明，引起疟疾的寄生虫具有自己的计时机制。一个内部节拍器，它会自动滴答作响，并导致成千上万的寄生虫基因以规则的间隔上升和下降。

该研究的主要作者杜克大学生物学教授史蒂芬·哈斯说：“疟疾具有时钟的所有分子特征。”

Haase说，了解疟疾的时钟是如何工作的，这可能有助于开发出一种新的武器来对抗这种疾病，这种疾病每两分钟就会杀死一名儿童，并且对现有药物的抵抗力越来越强。

Haase花了多年的时间研究酵母中的细胞周期，以了解随着一个细胞变成两个而控制事件发生的时间。但是直到最近他才转向疟疾。这项工作是由一个困扰科学家的问题提出的：寄生虫如何保持时间?

长期以来，研究人员就知道，感染者体内的所有疟疾寄生虫-数百万个-都同时通过其细胞周期移动。它们侵入红细胞，在同步波中扩散并爆发，释放出新的寄生虫，其侵入其他红细胞，并且循环重新开始。但是，这些寄生虫是否正在积极地协调自己的日程安排，或者仅仅是对人类宿主的昼夜节律作出反应，还是一个谜。

在这项新研究中，科学家在实验室的人类红细胞中培育了四株疟原虫恶性疟原虫，从宿主体温，褪黑激素水平和其他身体节律的日常波动中分离出来。

该团队与沃尔特·里德陆军研究所，佛罗里达大西洋大学和蒙大拿州立大学的同事一起，每三小时提取寄生虫的RNA，长达三天，并研究了每个基因何时被激活及其表达水平。 。

研究人员指出，即使没有宿主线索，给定菌株中的所有寄生虫也会保持一致。他们检查的基因中大约有90%似乎是受时钟控制的，以可预测的方式上升和下降，并具有一遍又一遍重复的序列。

佛罗里达大西洋大学数学助理教授弗朗西斯·莫塔(Francis Motta)表示，分析表明，疟疾时钟的时间与控制人类和其他动物睡眠周期，新陈代谢和其他昼夜节律的生物时钟一样。

该团队的发现得到了另一项关于感染疟疾的小鼠的研究的支持，该研究也出现在5月15日的《科学》杂志上，该研究由昼夜节律专家Joseph Takahashi领导，他是德克萨斯大学西南医学中心HHMI研究人员。

Haase说，虽然疟疾的基因组很少与其他生物中的时钟基因相似，但“重要的是基因在网络中的排列方式”。

其他生物钟由相互连接的基因网络组成，这些基因被打开直到它们产生的蛋白质开始积累。在化学反馈回路中，更高浓度的蛋白质随后会关闭制造它们的基因。

下一步，研究小组正在研究疟疾时钟和人类免疫系统细胞内部的时钟滴答之间是否存在串扰。

这种想法是，能够预见其宿主防御能力何时下降的寄生虫可以调整其逃离红细胞的时机，从而可能使它们比更具节奏性的对手更具优势。

Haase说，如果我们能够弄清疟原虫是否以及如何使它的时钟与宿主的时钟同步，我们也许能够破坏这些信号并帮助人类免疫系统更好地与这些入侵者作斗争。

这项研究得到了国防高级研究计划局(D12AP00025)，美国国立卫生研究院(R01 GM126555-01)和美国国家科学基金会(DMS-1839299)的支持。Haase和合著者John Harer是Mimetics，LLC的成员。Harer是Geometric Data Analytics，Inc.的首席执行官。合著者Tomas Gedeon和Bree Cummins是Kanto，Inc.的董事会成员。