以流行南美的引起所谓“虫癌”的寄生原虫-枯氏锥虫为代表的粪传型锥虫是重要的人兽共患寄生虫，主疫区南美洲感染枯氏锥虫人群约7百多万，不但严重危害患者健康而且严重危及公共卫生安全。由枯氏锥虫感染引起的南美锥虫病，也称恰加斯病，可导致病人心脏衰竭和消化功能丧失，在治疗不力的情况下，死亡率高达100%，是世界卫生组织严密监控和致力消灭的六大热带病之一。路氏锥虫是粪传型锥虫的另一重要代表，呈全球性分布，可感染人和大鼠，在人群中的流行情况目前仍在评估中。
RNA编辑的发现始于锥虫动基体，是生物遗传信息传递中心法则的重要补充。由于锥虫动基体基因组的组成（含近百种环形DNA分子）和转录过程（一个基因需要一个信使RNA前体和若干指导RNA）十分复杂，成为核外基因组学研究的一个难点。尤其是粪传型锥虫，其动基体基因转录组的系统性研究仍处空白。
生命科学学院赖德华、伦照荣和屈良鹄教授团队，与捷克科学院院士Julius Lukeš教授以及英国Salford大学Hide教授合作，另辟途径，以新型人兽共患病原体路氏锥虫为材料，历时数年，揭示其具有两类不同结构特征的动基体小环DNA，且两类小环均编码必需的指导RNA（guide RNA，gRNA），并确证这一特征为粪传型锥虫所特有（图1）。合作团队成功构建了路氏锥虫动基体关键基因转录本的RNA编辑图谱，并推演出锥虫科物种在动基体基因组演化中，曾发生以小环序列为演化的热点，经历序列重排和拷贝数增加等重大事件（图2）。该研究成果揭示了粪传型锥虫的动基体基因组转录和RNA编辑的重要特征以及锥虫科物种的演化规律，填补了粪传型锥虫相关研究的国际空白，也为相关病原体的检测技术开发、防治措施制定和预警依据提供了关键的理论支撑。
图1 路氏锥虫动基体小环DNA的特征 A）小环长度；B）小环的两种结构类型；C）保守区的序列特征；D）在三个地理分离株中的组成保守性
图2 基于锥虫科物种的动基体（线粒体）小环DNA保守区的系统发生树和小环DNA结构特征比较
题为“Novel organization of mitochondrial minicircles and guide RNAs in the zoonotic pathogen Trypanosoma lewisi”的研究成果已在Nucleic Acids Research杂志（IF2019:11.147，中科院生物学1区Top，生化与分子生物学1区）在线发表。该研究详细分析了人兽共患病原体-路氏锥虫（Trypanosoma lewisi）的动基体（kinetoplast，相当于其它真核生物的线粒体）基因组组成、结构和转录过程的RNA编辑模式，揭示了锥虫科物种的动基体基因组演化特征、可能的重大演化事件和演化热点区（图2）。
我校生命科学学院为该研究的第一完成单位，生命科学学院博士研究生李素瑾为该论文第一作者，赖德华副教授为该论文通讯作者。本项工作获得国家自然科学基金重点国际合作研究项目(31720103918)、国家自然科学基金面上项目(31672276和31772445)和广东省杰出青年科学基金（2016A030306048）项目的资助。
