A Critical Role for Toxoplasma gondii Vacuolar Protein Sorting VPS9 in Secretory Organelle Biogenesis and Host Infection

Takaya Sakura, Fabien Sindikubwabo, Lena K. Oesterlin, Hugo Bousquet, Christian Slomianny, Mohamed-Ali Hakimi, Gordon Langsley & Stanislas Tomavo

Scientific report 2016 Dec 14;6:38842

Speaker: Po-Liang, Chu (朱珀亮)                                Time: 15:00~16:00, Mar 1 2017

Commentator: Dr. Wei-Chen, Lin (林威辰 老師)       Place: Room 601

Abstract:

弓蟲病是由弓形蟲所引起的疾病，這種絕對胞內寄生的寄生蟲可以感染人類以及幾乎所有的溫血動物，包括哺乳動物及鳥類。棒狀體(rhoptries)、微頂體(micronemes)和緻密顆粒(dense granules)這些特別的分泌胞器只存在於弓蟲屬和其他頂複門寄生蟲，對於寄生蟲之入侵扮演重要的角色。目前已經確定頂複門寄生蟲會藉由非典型之內體樣系統(endosome-like system)，將蛋白從高基氏體運輸到棒狀體或微頂體。[1] 然而這其中的運送機制仍然不是相當了解。在這篇研究中，作者發現了TgVps9蛋白是一個Rab5 GTP-Exchange Factor ，它對於ROP 蛋白的成熟以及製成相當重要，並且發現缺少了ROP蛋白會減少蟲體棒狀體和微頂體的數量。TgVps9蛋白的缺失也會影響微頂體和緻密顆粒的生合成，造成不正常形狀之此類胞器散佈於蟲體中。另外，作者也發現了在TgVps9剔除的蟲株中，其蟲體之棒狀體、微頂體和緻密顆粒會不正常的分泌到錯誤的位置，並且累積不成熟的ROP蛋白，包和ROP2和ROP4蛋白。作者也發現在TgVps9剔除的蟲株中，微頂體中的蛋白M2AP和MIC3蛋白會有不正確的螢光訊號出現在蟲體頂端的位置。最明顯的差別在於緻密顆粒中的GRA3蛋白在TgVps9剔除的蟲株中，若與wild type蟲株相比，其GRA3蛋白分布趨於緊密。最後，作者發現在TgVps9剔除的蟲株中，其入侵宿主細胞的能力與wild type相比降低了百分之八十。總結，TgVps9的剔除對於蟲株，除了會抑制棒狀體蛋白的成熟合成，也會影響其他分泌胞器的生合成和分泌，導致蟲體入侵宿主細胞的能力大幅下降。

Reference:

1.    Jimenez-Ruiz, E., Morlon-Guyot, J., Daher, W. & Meissner, M. Vacuolar protein sorting mechanisms in apicomplexan parasites. Mol. Biochem. Parasitol, doi: 10.1016/j.molbiopara.2016.01.007 (2016).