Plasmodium falciparum isolates from 24 Gambian children with cerebral malaria and 57 children with mild forms of the disease were assessed for their ability to form erythrocyte rosettes. All isolates from the children with cerebral malaria were able to form rosettes, whereas those from children with mild forms of the disease did not form rosettes, or had a significantly lower rosetting rate. Plasma of children with cerebral malaria lacked anti-rosetting activity, whereas plasma of children with mild disease could often disrupt rosettes in vitro. A monoclonal antibody to P falciparum histidine rich protein (PfHRP1/KP/ KAHRP) disrupted rosettes of many of the isolates in vitro indicating that the rosetting ligand is relatively conserved compared with ligands associated with endothelial cytoadherence. The findings strongly support the hypothesis that erythrocyte rosetting contributes to the pathogenesis of cerebral malaria and suggest that anti-rosetting antibodies protect against cerebral disease.

ABSTRACT The malarial parasite Plasmodium , infects red blood cells by remodeling them and transporting its own proteins to their cell surface. These proteins trigger adhesion of infected cells to uninfected cells (rosetting), and to the vascular endothelium, obstructing blood flow and contributing to pathogenesis. RIFINs ( P. falciparum -encoded repetitive interspersed families of polypeptides) and STEVORs (subtelomeric variable open reading frame), are two classes of proteins that are involved in rosetting. Here we study the membrane insertion and topology of three RIFIN and two STEVOR proteins, employing a well-established assay that uses N-linked glycosylation of sites within the protein as a measure to assess the topology a protein adopts when inserted into the ER membrane. Our results indicate that all the proteins tested assume an overall topology of N cyt -C cyt , with predicted transmembrane helices TM1 and TM3 integrated into the ER membrane. We also show that the segments predicted as TM2 do not reside in the membrane. Our conclusions are consistent with other recent topology studies on RIFIN and STEVOR proteins.

Abstract (Summary) Plasmodium falciparum has an AT-rich genome with highly biased codon and amino acid usage that is not balanced by the tRNA genes repertoire. To determine whether individual tRNA genes can be differentially expressed to compensate for the tRNA-codon imbalance, we characterized the tRNA profiles of the parasite. While we found that the parasite stably maintained a biased expression of different tRNAs throughout the intraerythrocytic cycle (IDC), the tRNA-codon imbalance remains. Specifically, the requirements for a limited tRNA subset in the codons of a gene negatively correlated with its mRNA level. A detailed analysis revealed that these observations implicate host adaptation during P. falciparum genome evolution, whereby housekeeping genes evolved to minimize dependence on exogenous amino acids, allowing these genes to mitigate the negative effects during acute nutrient deprivation. We found that these host-adapted features can derive a decentralized nutrient-dependent regulatory programme via sensing isoleucine as a proxy for nutrient stress, which causes a reduction in aminoacylated Ile-tRNA level. This, in turn, rapidly reprogrammes the global protein output and transcriptome in a targeted fashion. Our findings provide strong evidence showing that the primary sequences of proteins underlie gene expression programmes, suggesting new perspectives on protein evolution.