Giardia lamblia的囊化會受到反式剪接的熱休克蛋白90的調控

論文：Rishi Kumar N., et al. 2014. Trans-spliced Heat Shock Protein 90 Modulates Encystation in Giardia lamblia. PLoS Neglected Tropical Diseases (2014) 8(5): e2829.

報告者：武珈言                           時間：14:00~15:00, Nov. 19, 2014

講評老師：王淑鶯教授               地點：Room 601

摘要：

Giardia lamblia梨形鞭毛蟲是一種具鞭毛的寄生原蟲，以囊體(cyst)的形態存在於受汙染的水源以糞口感染的方式感染人體，通過消化系統到達腸道時會轉變成trophozoite的型態寄生於十二指腸前段附近，感染者常導致腹瀉、食慾不振等症狀。Giardia lamblia在遇到惡劣環境條件下，會使Giardia從trophozoite型態變成cyst，而這encystation囊化過程的詳細機制現今尚不清楚。在過去的文獻中，瘧原蟲的trophzoite型態的分化與其熱休克蛋白(Heat Shock Protein 90, Hsp90)的表現量息息相關^[1]。因此，本篇作者推測Giardia的囊化現象或許也是受他自身的Hsp90蛋白的調控。作者發現hsp90會轉錄出3段獨立轉錄複本：HspN、HspC、full length Hsp90，並以NGS分析full length Hsp90的序列發現除了由HspC和HspN所構成，其還包含一段來自HspC 5'端的本不該被轉譯出來的片段序列：splicing leader(SL)。從以上觀察到的現象與過去文獻的查證知道Hsp90的轉錄後修飾是以trans-splicing的方式做剪接，但其被保留並被轉譯而出的SL片段，在過去文獻中從未有過先例，因此作者想加以探討Giardia內如此特別的Hsp90是否還具有其酵素活性和功能。Hsp90在各物種間皆扮演著ATP dependent enzyme，他是個ATPase，透過水解ATP所得到的能量使client得以完成修飾而成熟、具有正常功能^[2]。因此作者為確定giardia Hsp90的功能性，對GlHsp90進行酵素活性測試中，數據證實以如此特殊剪接方式構成的GlHsp90仍保有其酵素活性。此外，作者也發現，GlHsp90會受到高溫的影響被up regulated。作者也娶giardia的trophzoite和cyst的兩種型態做Hsp90 expression的比較發現囊化成cyst的Giardia其Hsp90的表現量較低；作者也以ATPase inhibitor:17AAG將Hsp90 down regulated，發現確實會促使Giardia的囊化。最後作者又以溫度改變及藥物施加的方式觀察其他的stress情況下是否會是giardia的囊化增加，結果發現並無顯著差異。因此作者證實了Giardia lamblia的囊化現象是受到有著特別trans-splicing構成的GlHsp90的specifically down regulated所造成的stress response，但encystaion並不是Giardia的general stress response。

參考資料：

1.     Maiuri, M. C., et al. 2007. Self-eating and self-killing: crosstalk between autophagy and apoptosis. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 8, 741-752.

2.     Hoyer-Hansen, M., and Jaattela, M. 2007. Connecting endoplasmic reticulum stress to autophagy by unfolded protein response and calcium. Cell Death Differ. 14, 1576-1582.