Skp1

Nature Communications 14권, 기사 번호: 1312(2023) 이 기사 인용

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Plasmodium 속의 말라리아 유발 기생충은 다양한 번역 후 변형에 의해 조절되는 인간과 모기 숙주에서 여러 발달 단계를 거칩니다. 다성분 E3 리가제에 의한 유비퀴틴화는 진핵생물의 광범위한 세포 과정을 조절하는 핵심이지만, Plasmodium에서의 역할에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 여기서 우리는 Plasmodium berghei가 여러 발달 단계에 걸쳐 엄격하게 규제된 발현과 위치를 보여주는 보존된 SKP1/Cullin1/FBXO1(SCFFBXO1) 복합체를 표현한다는 것을 보여줍니다. 이는 분열생성 동안 핵 분리를 위한 세포 분열과 미세 배우자 형성 동안 중심체 분할의 핵심입니다. 이는 숙주 적혈구로부터의 배우자 탈출뿐만 아니라 메로조이트 및 오키네테의 정점 및 내부 막 복합체(IMC)의 무결성을 포함하는 기생충 특이적 과정에 추가로 필요하며, 이러한 운동성 단계의 보급에 필수적인 두 가지 구조입니다. 유비퀴틴학 조사는 출구 및 IMC 조직에 중요한 단백질을 포함하여 FBXO1 의존적 방식으로 유비퀴틴화된 대규모 단백질 세트를 보여줍니다. 우리는 또한 FBXO1 의존성 유비퀴틴화와 칼슘 의존성 단백질 키나아제 1을 통한 인산화 사이의 상호 작용을 보여줍니다. 전체적으로 우리는 Plasmodium SCFFBXO1이 세포 분열에서 보존된 역할을 하며 포유류와 모기 숙주의 기생충 특이적 과정에도 중요하다는 것을 보여줍니다.

말라리아는 모기에 의해 전염되는 Plasmodium 속의 단세포 기생충에 의해 발생합니다. 말라리아와 관련된 임상 증상은 적혈구에서 merozoites의 동시 배출로 인해 발생하는 발열 파동과 함께 적혈구 혈액 단계의 무성 복제로 인해 발생합니다. 메로조이트 형성에는 세포 비계와 운동성에 중요한 두 개의 상호 연결된 구조, 즉 내막 복합체(IMC)와 정점 복합체의 조립이 포함됩니다. IMC는 원형질막 아래에 위치하며 폐포1이라고 불리는 편평한 막낭으로 구성됩니다. 메로조이트가 형성되는 동안 IMC는 핵분열2에 따라 중요한 비계 구획으로 기능합니다. 성숙한 메로조이트에서는 운동성과 숙주 세포 침입에 필요한 액토미오신 모터 장치의 앵커 역할도 합니다. IMC의 세포질 전단지는 메로조이트에 기계적 강도를 부여하는 중간 필라멘트형 세포골격 네트워크 및 표피하 미세소관과 연결되어 있습니다. 정점 복합체에는 출구, 운동성 및 침입3에 필요한 인자를 방출하는 특수 분비 소기관과 표피하 미세소관을 발산하는 정점 극성 고리(APR)가 포함됩니다. APR 위에는 운동성과 숙주 세포 침입4에도 중요한 원추형 복합체가 있습니다.

모기에 대한 기생충 전염은 적혈구 내부를 분화하는 거대(암컷) 및 미세(수컷) 배우자 세포에 의존합니다. 성숙되면 gametocytes는 정지 상태가 되어 모기의 혈액 공급 중에 흡수되어 발달을 재개할 때까지 기다립니다5. Gametocytes는 작은 모기 분자인 xanthurenic acid(XA), 세포외 pH 상승 및 이에 따른 온도 저하를 포함한 환경 신호에 반응하여 발달을 재개합니다6. 숙주 적혈구에서 배우자 세포의 유출은 배우자 세포 활성화 후 15분 이내에 발생합니다. 이 기간 동안 미세배우세포는 단일 핵 내에서 3차례의 게놈 복제와 폐쇄 유사분열을 완료하고, 8개의 축삭을 조립하여 폭발이라는 과정을 통해 8개의 편모가 있는 미세배우체를 형성합니다. 번역적으로 억제된 mRNA가 활성화된 후 거대 생식세포는 모기 중장7을 식민지화하기 위한 수정에 사용할 수 있습니다. 수정 후 16시간 이내에 접합체는 운동성 오키네테(ookinetes)로 분화되어 모기 중장의 상피 단층에 서식합니다. 각 오키네테는 포자생식을 겪는 난모낭으로 변합니다. 결국 각 낭종에서 수천 개의 포자소체가 방출되어 모기의 타액선에 도달합니다. 일단 다른 사람에게 방출된 기생충은 혈류로 다시 들어가기 전에 먼저 간에서 복제됩니다.