Своевременное появление белка имеет решающее значение для уникального цикла репликации Toxoplasma gondii.
Toxoplasma gondii заражает каждого третьего человека в тот или иной момент его жизни. Особому риску побочных эффектов или смерти подвержены люди с ослабленным иммунитетом и беременные. Паразит реплицируется, напоминая сцену из фильма "Чужой", путем внутреннего почкования с помощью органеллы, называемой комплексом внутренней мембраны (IMC), образуя дочерние клетки внутри материнской клетки. IMC играет решающую роль в репликации и рекрутирует большинство белков после инициации дочерних клеток. Идентификация белков раннего появления в комплексе IMC имеет решающее значение для разработки антипаразитарной терапии.
Хотя ученым известно множество дочерних белков IMC, большинство из них рекрутируются после инициации зародышевых клеток, а ранние белки IMC остаются менее изученными. Это побудило Питера Брэдли, клеточного биолога из Калифорнийского университета, выявить ранние белки IMC как потенциальные мишени для борьбы с паразитарными заболеваниями. В работе, опубликованной в журнале PLOS Pathogens, Брэдли и его коллеги выявили новый белок IMC, необходимый для построения ранних дочерних клеток.
"Белковый каркас для создания дочерних клеток имеет удивительное количество избыточности", - говорит Брэдли. "Только некоторые из этих самых ранних дочерних белков являются необходимыми". Авторы провели геномный скрининг и остановились на одном белке, IMC43, из-за его генетического сходства с IMC32, белком ранней стадии, который группа Брэдли ранее определила как необходимый для репликации. При окрашивании они отметили, что IMC43 появляется на самой ранней стадии "почкования". Отсутствие IMC43 способствовало разрушению каркаса IMC, что приводило к серьезным морфологическим дефектам и снижению жизнеспособности паразита. Рассматривая IMC43 и IMC32 вместе, "мы решили, что они, скорее всего, взаимодействуют друг с другом", - рассказывает Брэдли.
Исследователи из лаборатории Брэдли изучали время локализации IMC43 (пурпурный) в сравнении с другими известными маркерами дочерних клеток, такими как IMC6 (зеленый). Фото: Rebecca Pasquarelli.
Анализ связывания показал, что дуэт IMC43-IMC32 действительно необходим для формирования дочерних клеток. Другой белок, идентифицированный командой, IMC44, оказался незаменимым в этом взаимодействии и продемонстрировал важность необходимости IMC43-IMC32 для репликации, структурной целостности и выживания паразита.
"Это исследование демонстрирует существенное понимание взаимосвязей белков [внутри комплекса сборки]", - считает Марк-Ян Губбельс, клеточный биолог из Бостонского колледжа, не принимавший участия в исследовании. "Это новая глава в растущей литературе по Toxoplasma".
Брэдли был удивлен тем, что белки IMC, участвующие в этом процессе репликации, не являются консервативными. Полученные данные позволили предположить, что IMC43, в отличие от IMC32, характерен только для T. gondii и ни для каких других паразитов (например, Plasmodium). Заинтригованный различиями в основных белках IMC, Брэдли планирует выявить другие важные белки и понять регуляцию этих белок-белковых взаимодействий, чтобы разработать жизненно важные препараты и вакцины против заболеваний, вызываемых этими паразитами.
