Метилирование лизина контролирует движение одноклеточных паразитов

Исследователи LMU выявили молекулярный механизм, который позволяет одноклеточным паразитам включать процессы, необходимые для передвижения и проникновения в клетки‑хозяева.

Паразиты, такие как Toxoplasma gondii и малярийный паразит Plasmodium falciparum, для завершения своего жизненного цикла зависят от быстрого и точно контролируемого движения. Чтобы начать двигаться, им нужно собрать актиновые нити на переднем конце и связать их с молекулярным мотором, генерирующим силу. Как эти события согласуются во времени и пространстве, долго оставалось неясным.

Команда под руководством доктора Елены Хименес‑Руис на факультете ветеринарной медицины LMU теперь показала, что у T. gondii две лизинметилтрансферазы активируются последовательно на заостренном конце паразита.

Один из недавно охарактеризованных ферментов, PCKMT, позиционирует нуклеатор актина Формин‑1 на кончике паразита, что позволяет локальную сборку актина и выпячивание коноида — специализированной структуры, вовлечённой в инвазию. Вторая метилтрансфераза, AKMT, затем участвует в последующей реорганизации, которая объединяет актиновую сеть для передачи силы.

«Что нас удивило, так это то, что метилирование действует не здесь, в ядре, где оно лучше всего известно, а непосредственно в двигательном аппарате паразита. Эти два фермента, по‑видимому, организуют переход от паразита, который готов двигаться, к паразиту, который действительно может генерировать силу».

Доктор Елена Хименес‑Руис, факультет ветеринарной медицины LMU.

После удаления PCKMT формин‑1 неправильно локализовался, сборка актина не инициировалась, и паразиты утратили способность эффективно перемещаться, выходить из клеток‑хозяев и проникать в новые клетки. Исследователи также обнаружили родственный фермент PfSET9, который локализуется на апикальном конце P. falciparum ; его истощение существенно снижало способность паразита к инвазии эритроцитов, что позволяет предположить распространение этого регуляторного принципа на так называемые
апикомплексных паразитов.

Результаты указывают, что метилирование лизина представляет собой неожиданный уровень регуляции, связывающий передачу сигналов, активацию цитоскелета и механическое генерирование силы. Поскольку эти метилтрансферазы специфичны для апикомплексных паразитов, они рассматриваются как перспективная цель для разработки препаратов: вещества, блокирующие их активность, теоретически могут нарушать движение и инвазию паразитов, не затрагивая эквивалентные ферменты клеток человека.