Скп1

Nature Communications, том 14, номер статьи: 1312 (2023) Цитировать эту статью

1610 Доступов

8 Альтметрика

Подробности о метриках

Вызывающие малярию паразиты рода Plasmodium проходят несколько фаз развития у человека и комаров-хозяев, регулируемых различными посттрансляционными модификациями. Хотя убиквитинирование с помощью многокомпонентных лигаз E3 является ключом к регуляции широкого спектра клеточных процессов у эукариот, мало что известно о его роли в Plasmodium. Здесь мы показываем, что Plasmodium berghei экспрессирует консервативный комплекс SKP1/Cullin1/FBXO1 (SCFFBXO1), демонстрируя строго регулируемую экспрессию и локализацию на нескольких стадиях развития. Это ключ к делению клеток для сегрегации ядер во время шизогонии и разделения центросом во время микрогаметогенеза. Кроме того, он необходим для специфичных для паразита процессов, включая выход гамет из эритроцита хозяина, а также целостность апикальных и внутренних мембранных комплексов (IMC) в мерозоите и оокинете, двух структурах, необходимых для распространения этих подвижных стадий. Убихитиномные исследования выявили большой набор белков, убиквитинированных FBXO1-зависимым образом, включая белки, важные для выхода и организации IMC. Мы дополнительно демонстрируем взаимодействие между FBXO1-зависимым убиквитинированием и фосфорилированием через кальций-зависимую протеинкиназу 1. В целом мы показываем, что плазмодий SCFFBXO1 играет консервативную роль в делении клеток, а также важен для паразитоспецифичных процессов у млекопитающих и комаров-хозяев.

Малярию вызывают одноклеточные паразиты рода Plasmodium, которые передаются комарами. Клинические симптомы, связанные с малярией, обусловлены бесполой репликацией эритроцитарных стадий крови с волнами лихорадки, возникающими в результате синхронного выхода мерозоитов из эритроцитов. Формирование мерозоитов включает сборку двух взаимосвязанных структур, важных для клеточного каркаса и подвижности: комплекса внутренней мембраны (IMC) и апикального комплекса. IMC находится под плазматической мембраной и состоит из уплощенных мембранных мешочков, называемых альвеолами1. Во время формирования мерозоитов IMC функционирует как важный каркасный отсек после этапов ядерного деления2. В зрелых мерозоитах он также служит якорем актомиозинового двигательного аппарата, необходимого для подвижности и инвазии в клетку-хозяина. Цитоплазматический листок IMC связан с цитоскелетной сетью, напоминающей промежуточные филаменты, и субпелликулярными микротрубочками, которые придают мерозоиту механическую прочность. Апикальный комплекс включает специализированные секреторные органеллы, высвобождающие факторы, необходимые для выхода, подвижности и инвазии3, а также апикальное полярное кольцо (APR), от которого отходят субпелликулярные микротрубочки. Над APR находится коноидный комплекс, который также имеет решающее значение для подвижности и инвазии клеток-хозяев4.

Передача паразита комарам осуществляется через макро- (женские) и микро- (мужские) гаметоциты, которые дифференцируются внутри эритроцитов. После созревания гаметоциты переходят в состояние покоя, ожидая поглощения во время питания комара кровью, чтобы возобновить свое развитие5. Гаметоциты возобновляют свое развитие в ответ на сигналы окружающей среды, включая небольшую молекулу комара, ксантуреновую кислоту (ХА), повышение внеклеточного pH и сопутствующее падение температуры6. Выход гамет из эритроцита хозяина происходит в течение пятнадцати минут после активации гаметоцита. За это время микрогаметоцит завершает три раунда репликации генома и закрытый митоз в одном ядре, а также собирает восемь аксонем, которые приводят к образованию восьми жгутиковых микрогамет в процессе, называемом эксфлагелляцией. После активации трансляционно репрессированных мРНК макрогаметы становятся доступными для оплодотворения и колонизации средней кишки комара7. В течение 16 часов после оплодотворения зиготы дифференцируются в подвижные оокинеты, которые колонизируют эпителиальный монослой средней кишки комара. Каждая оокинета превращается в ооцисту, подвергающуюся спорогонии. В конце концов тысячи спорозоитов выходят из каждой цисты и достигают слюнных желез комара. Попав в организм другого человека, паразиты сначала размножаются в печени, а затем снова попадают в кровоток.