A sinalização intracelular do cálcio é fundamental para o crescimento do parasita da malária humana P. falciparum e para a transmissão da doença. A presença de distintas organelas para armazenamento de cálcio indica a coordenação mútua para a homeostase do íon durante o crescimento do parasita. O aumento do cálcio citosólico durante o ciclo assexuado regula muitos eventos downstream, especialmente a saída e a invasão do parasita. No entanto, nosso entendimento atual é limitado aos eventos upstream relacionados a flutuações de cálcio e aos eventos que iniciam as cascatas de sinalização durante a saída ou invasão do parasita. Já foram descobertas proteínas semelhantes a GPCRs no genoma do P. falciparum, mas a caracterização funcional ainda estava faltando. No presente estudo, demonstramos que o P. falciparum percebe a mudança extracelular de K+ no microambiente por uma das proteínas semelhantes a GPCR, PfSR25, e desencadeia o aumento do cálcio citosólico. Parasitas knockout PfSR25 foram incapazes de responder a mudança na concentração de K+, sugerindo fortemente que PfSR25 seja um sensor de potássio. Em estudo paralelo, descobrimos que o efluxo de cálcio citosólico no parasita também é atribuído ao vacúolo alimentar. O PfCRT, um transportador presente na membrana do vacúolo alimentar, é fundamental no efluxo de cálcio e a mutação nesta proteína que levam à resistência a cloroquina em parasitas também afeta o efluxo de cálcio citosólico. Por outro lado, investigamos e caracterizamos uma nova proteína em P. falciparum, PfMel, que é modulada por melatonina. A marcação de PfMel com sonda de proteína fluorescente indicou a sua localização nuclear no ciclo parasitário intraeritrocítico. Nós descobrimos que o knocking down condicional de PfMel levou a incapacidade dos parasitas de sicronizar em cultura na presença da melatonina. Simultaneamente, os parasitas que expressam menos PfMel têm redução significativa no efluxo intracelular de Ca2+ induzido pela melatonina.

Intracellular calcium signaling is fundamental for human malaria parasite P. falciparum growth and disease transmission. Presence of distinct calcium storage organelle indicates the mutual coordination for calcium homeostasis during parasite growth. Cytosolic calcium increase in asexual cycle regulates many downstream events specially the parasite egress and invasion. However, our current understanding is limited to the upstream of cytosolic calcium fluctuation and the events initiating the signaling cascades during parasite egress or invasion. Finding of GPCR-like proteins in P. falciparum genome was already revealed but the functional characterization was still lacking. In this study, we have demonstrated that P. falciparum perceives the extracellular change in K+-microenvironment by one of the GPCR-like protein, PfSR25, and trigger the cytosolic calcium increase. The PfSR25 knockout parasites were unable to respond with change in K+ concentration, strongly suggesting PfSR25 as potential potassium sensing candidate. In a parallel study, we found that cytosolic calcium efflux in the parasite is also attributed by the food vacuole. The PfCRT, a transporter present on the food vacuole membrane is fundamental in calcium efflux and mutations that lead to chloroquine resistance in parasites also affect the cytosolic calcium efflux. On the other hand, we have investigated and characterized a novel protein PfMel in P. falciparum that is modulated by melatonin. Tagging the PfMel with fluorescent protein probe indicated a nuclear localization in parasite intraerythrocytic cycle. We found that conditionally knocking down the PfMel, parasites were unable to synchronize with melatonin in the culture. Simultaneously, parasites expressing less PfMel have significant reduction in the intracellular Ca2+ efflux induced by melatonin.