研究人员已经对顶复——一种引起疟疾及弓形体病等类似疾病的单细胞寄生虫门系——进行了第一个全基因筛查。该筛查揭示了寄生虫基因组大量未研究的领域，例如揭露了一种对所有顶虫都非常常见的蛋白质。

怀特黑德研究所的研究人员已经对顶复——一种引起疟疾、巴贝西虫病、隐孢子虫病、弓形体病等类似疾病的单细胞寄生虫门系——进行了第一个全基因筛查。该筛查揭示了寄生虫基因组大量未研究的领域，例如揭露了一种对所有顶虫都非常常见的蛋白质。

“从未有过一种真正好的方式能够研究任何顶复门寄生虫所有基因的功能，” 怀特黑德的研究员塞巴斯蒂安·洛里多称。“我们已经推出了一种方法来评估整个基因组的功能。该技术可以用于研究各种主题，从营养采集以及对免疫压力的回应到异位显性和遗传性相互作用。这是有可能研究这些寄生虫方面的重大飞跃。”

美国疾病控制与预防中心（CDC）估计称，美国超过6000万人感染了弓形虫。该疾病传播可能会由于摄取了受感染的猫粪卵母细胞或食用了含有弓形虫包囊的未煮熟的肉类而发生。感染后，一些健康的人会出现一个多月的类似流感的症状，但是该疾病可能会导致免疫功能低下的患者出现癫痫发作以及潜在的致命性脑炎，其中包括接受移植手术的患者、HIV/AIDS患者、癌症患者、老年人以及幼儿。如果母亲在怀孕期间受到感染，她有可能会将寄生虫传染给她的胎儿，这有可能导致流产、死胎、大脑或眼睛损伤，或者是造成儿童听力受损。

据世界卫生组织（WHO）报告称，虽然弓形虫病可能成为一种严重的疾病，但是另一个顶虫，引起疟疾寄生虫的恶性疟原虫，在2015年杀害了40多万人口。由于弓形虫和恶性疟原虫是密切相关的，弓形虫可以作为研究其更致命的同类的一个模范生物。然而，弓形虫的研究长久以来由于科学家无法快速有效地拆除基因而受到了阻碍。RNA干扰（RNAi），一种评估许多生物体基因功能的有效工具，在顶虫方面很大程度上是无效的，同时随机诱变是很难解释的，因为改变的基因是难以辨认的。遗传杂交也很难实现，因为寄生虫的性阶段仅发生在猫科动物中。

此外，利用CRISPR/Cas9编码系统改变弓形虫基因受到了Cas9酶的毒性的限制。为了克服这一障碍，洛里多实验室的科学家创造了一个“诱饵”单导RNA，有效降低Cas9在基因组内的极度活动性。使用这种“温和的”CRISPR/Cas9系统，研究人员能够破坏弓形虫8158个基因中的每一个基因，并且研究它们各自的功能。该方法确定了大约在所有顶虫中呈现出的有助于在人类细胞感染过程中促进寄生虫健康状况的200个基因。

这些基因中有一个能够为该研究小组攻击克洛丹似的顶虫微线蛋白（CLAMP）的一种蛋白进行编码，这对寄生虫宿主细胞的入侵具有强烈地影响。为了进一步地分析该蛋白质的作用并且确认它对另一种顶虫的必要性，该研究小组与MIT的Jacquin Niles实验室进行合作以击倒恶性疟原虫中的这种蛋白。没有官能性CLAMP，疟原虫无法在红血细胞中生长。该研究小组的研究结果在线发表于本周的《细胞》杂志。

虽然全基因CRISPR/Cas9系统在弓形虫内能够运作良好，但是针对恶性疟原虫的等效策略仍然缺失。

“疟疾真的很难用同样的方式来操纵，”洛里多实验室的博士后研究员和《细胞》论文的合著者迭戈·休特称。“由于其基因组富含腺嘌呤（A）-和胸腺嘧啶（T），很难产生你希望的切口。疟疾寄生虫也缺乏DNA修复的非同源性末端连接途径，在通过CRISPR/Cas9产生切口时需要一个修复模板。这些问题为寄生虫中类似的全基因组方法带来了一个技术障碍，令弓形虫成为了疟疾的一个更加重要的模型。还有很多我们可以学习的知识。”

该研究的合著者兼洛里多实验室的研究助理赛马·斯迪克同意这种说法，并且他补充称：“现在我们可以改变寄生虫所处的环境，并且查看它们的反应。我们可以通过增加药物、增加免疫压力或是尝试不同的细胞类型来改变寄生虫入侵的环境。我们可以在一个星期内击倒整个基因组，而在此之前我们只能在一个月之内击倒一个基因。通过CRISPR的筛选，可能性是无限的。”