トキソプラズマ症:感染機構の進化(Toxoplasmosis: evolution of infection machinery)

2024-02-17

2024-02-16 ミュンヘン大学(LMU)

◆トキソプラズマ症は、世界中で見られる感染症であり、単細胞寄生虫トキソプラズマ・ゴンディによって引き起こされる。ヒトでは、感染は特に妊婦にとってリスクがあり、出生異常を引き起こす可能性がある。トキソプラズマは、宿主細胞に感染するための特別な細胞小器官であるロフトリーとマイクロネムを持つ。
◆メクリン大学のヨエル・ダックス教授率いるチームは、この感染機構の進化を調査し、新しい治療法の有望な標的となる可能性のある特定の細胞小器官特異的タンパク質を特定した。この研究では、バイオインフォマティクスと実験室分析を組み合わせて、アピコンプレックスの新しい細胞小器官とそのタンパク質機構の出現と関連を調査した。

<関連情報>

進化的解析によりゴルジ体経路が同定され、アピコンプレキサンの膜内小器官の出現と系統特異的因子が相関する Evolutionary analysis identifies a Golgi pathway and correlates lineage-specific factors with endomembrane organelle emergence in apicomplexans

Christen M. Klinger ,Elena Jimenez-Ruiz ,Tobias Mourier,… Arnab Pain,Joel B. Dacks,Markus Meissner
Cell Reports Published:February 15, 2024
DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.113740

Highlights

•Many lineage-specific membrane-trafficking paralogs exist in the apicomplexans

•Myzozoan-specific ArlX3 mediates post-Golgi transport to micronemes and rhoptries

•Emergence of paralogs coincides with new organelles or pathways in this lineage

Summary

The organelle paralogy hypothesis (OPH) aims to explain the evolution of non-endosymbiotically derived organelles. It predicts that lineage-specific pathways or organelles should result when identity-encoding membrane-trafficking components duplicate and co-evolve. Here, we investigate the presence of such lineage-specific membrane-trafficking machinery paralogs in Apicomplexa, a globally important parasitic lineage. We are able to identify 18 paralogs of known membrane-trafficking machinery, in several cases co-incident with the presence of new endomembrane organelles in apicomplexans or their parent lineage, the Alveolata. Moreover, focused analysis of the apicomplexan Arf-like small GTPases (i.e., ArlX3) revealed a specific post-Golgi trafficking pathway. This pathway appears involved in delivery of proteins to micronemes and rhoptries, with knockdown demonstrating reduced invasion capacity. Overall, our data have identified an unforeseen post-Golgi trafficking pathway in apicomplexans and are consistent with the OPH mechanism acting to produce endomembrane pathways or organelles at various evolutionary stages across the alveolate lineage.