Нуклеомодулин - Nucleomodulin

Agrobacterium tumefaciens (A) нацеливается на ядро ​​растительной клетки (D) во время инфекции.

Нуклеомодулины представляют собой семейство бактериальных белков, которые входят в ядро эукариотические клетки.[1]

Этот термин происходит от сокращения между «ядром» и «модулянами», которые представляют собой микробные молекулы, которые модулируют поведение эукариотических клеток. Нуклеомодулины производятся патогенными или симбиотическими бактериями. Они действуют на различные процессы в ядро: реконструкция хроматин структура,[2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][чрезмерное цитирование ] транскрипция,[13][14] сплайсинг пре-мессенджера РНК,[15][16] деление клеток.[17]

Идентификация нуклеомодулинов у нескольких видов бактериальных патогенов человека, животных и растений привела к появлению концепции, согласно которой прямой контроль ядра является одной из самых сложных стратегий, используемых микробами для обхода защитных механизмов хозяина. Нуклеомодулины могут секретироваться напрямую. во внутриклеточную среду после проникновения бактерий в клетку, например Listeria monocytogenes, или их можно вводить из внеклеточной среды или внутриклеточного органеллы используя тип III или IV система бактериальной секреции, также известная как «молекулярный шприц».[нужна цитата ]

Совсем недавно было показано, что некоторые из них, например, YopM из Yersinia pestis и IpaH9.8 из Шигелла флекснери, могут автономно проникать в эукариотические клетки благодаря домену мембранной трансдукции.[18]

Разнообразие молекулярных механизмов, запускаемых нуклеомодулинами [1][19] источник вдохновения для новых биотехнологии. Это настоящие наномашины, способные захватить множество ядерных процессов. В исследованиях нуклеомодулины являются предметом углубленных исследований, которые привели к открытию новых ядерных регуляторов человека, таких как эпигенетический регулятор BAHD1.[8]

Примеры

Agrobacterium tumefaciens, ответственный за болезнь коронной желчи, производит арсенал белков Vir, в том числе VirD2 и VirE2, обеспечивая точную интеграцию фрагмента его ДНК, называемого Т-ДНК, в растение-хозяин [20]

Listeria monocytogenes, ответственный за листериоз, может модулировать экспрессию генов иммунитета. Один из действующих механизмов включает бактериальный белок LntA, который ингибирует функцию эпигенетического регулятора BAHD1. Действие этого нуклеомодулина связано с разуплотнением хроматина и активацией генов ответа на интерферон.[8][21]

Шигелла флекснери, ответственный за шигеллез, секретирует белок IpaH9.8, направленный на мРНК сплайсинг белка, который нарушает производство изоформ белка и воспалительную реакцию у людей.[16]

Легионелла пневмофила, ответственный за легионеллез, выделяет фермент с гистон-метилтрансферазной активностью, способной метилировать гистоны в разных хромосома места [22] или на уровне рибосомная ДНК (рДНК) в ядрышке.[23]

Рекомендации

  1. ^ а б Бирн, Элен; Коссарт, Паскаль (май 2012 г.). «Когда бактерии нацелены на ядро: появляющееся семейство нуклеомодулинов». Клеточная микробиология. 14 (5): 622–33. Дои:10.1111 / j.1462-5822.2012.01758.x. ISSN  1462-5822. PMID  22289128. S2CID  40506912.
  2. ^ Skrzypek, E .; Cowan, C .; Стрэйли, С. С. (декабрь 1998 г.). «Нацеливание белка YopM Yersinia pestis в клетки HeLa и внутриклеточный перенос в ядро». Молекулярная микробиология. 30 (5): 1051–65. Дои:10.1046 / j.1365-2958.1998.01135.x. ISSN  0950-382X. PMID  9988481. Получено 2020-02-26.
  3. ^ Ли, Хунтао; Сюй, Хао; Чжоу, Ян; Чжан, Цзе (16 февраля 2007 г.). «Фосфотреонинлиазная активность семейства эффекторов бактерий III типа». Наука. 315 (5814): 1000–3. Bibcode:2007Научный ... 315.1000л. Дои:10.1126 / science.1138960. ISSN  1095-9203. PMID  17303758. S2CID  6798326.
  4. ^ Арбибе, Лоуренс; Ким, Дон Ук; Баче, Эрик; Педрон, Тьерри (январь 2007 г.). «Введенный бактериальный эффектор нацелен на доступ к хроматину для фактора транскрипции NF-kappaB, чтобы изменить транскрипцию генов хозяина, участвующих в иммунных ответах». Иммунология природы. 8 (1): 47–56. Дои:10.1038 / ni1423. ISSN  1529-2908. PMID  17159983. S2CID  25557624. Получено 2020-02-26.
  5. ^ Пеннини, Меган Э .; Перрине, Стефани; Даутри-Варсат, Алиса; Субтил, Агата (15.07.2010). «Метилирование гистонов с помощью NUE, нового ядерного эффектора внутриклеточного патогена Chlamydia trachomatis». Патогены PLOS. 6 (7): e1000995. Дои:10.1371 / journal.ppat.1000995. ISSN  1553-7374. ЧВК  2904774. PMID  20657819. Получено 2020-02-26.
  6. ^ Роландо, Моника; Санулли, Серена; Русниок, Кристоф; Гомес-Валеро, Лаура (апрель 2013 г.). «Legionella pneumophila Effector RomA уникальным образом изменяет хроматин хозяина, подавляя экспрессию генов и способствуя внутриклеточной репликации бактерий». Клеточный хозяин и микроб. 13 (4): 395–405. Дои:10.1016 / j.chom.2013.03.004. PMID  23601102.
  7. ^ Ли, Тинг; Лу, Цюхэ; Ван, Гуолунь; Сюй, Хао (август 2013 г.). «Бактериальные эффекторы SET-домена нацелены на гетерохроматиновый белок 1 для активации транскрипции рДНК хозяина». EMBO отчеты. 14 (8): 733–40. Дои:10.1038 / embor.2013.86. ISSN  1469-221X. ЧВК  3736128. PMID  23797873.
  8. ^ а б c Лебретон, Алиса; Лакишич, Горан; Иов, Вивиана; Фрич, Лориан (11 марта 2011 г.). «Бактериальный белок нацелен на комплекс хроматина BAHD1 для стимуляции интерферонового ответа типа III». Наука. 331 (6022): 1319–21. Bibcode:2011Научный ... 331.1319L. Дои:10.1126 / science.1200120. ISSN  1095-9203. PMID  21252314. S2CID  35405265. Получено 2020-02-26.
  9. ^ Rennoll-Bankert, Kristen E .; Гарсия-Гарсия, Хосе К.; Sinclair, Sara H .; Дамлер, Дж. Стивен (ноябрь 2015 г.). «Связанный с хроматином бактериальный эффекторный анкирин A рекрутирует гистондеацетилазу 1 и изменяет экспрессию гена хозяина: AnkA рекрутирует HDAC1 для модификации экспрессии CYBB». Клеточная микробиология. 17 (11): 1640–52. Дои:10,1111 / cmi.12461. ЧВК  5845759. PMID  25996657.
  10. ^ Farris, Tierra R .; Данфи, Пейдж С .; Чжу, Бинг; Киблер, Клейтон Э. (ноябрь 2016 г.). «TRP32 Ehrlichia chaffeensis представляет собой нуклеомодулин, который непосредственно регулирует экспрессию генов-хозяев, управляющих дифференцировкой и пролиферацией». Инфекция и иммунитет. 84 (11): 3182–3194. Дои:10.1128 / IAI.00657-16. ISSN  0019-9567. ЧВК  5067751. PMID  27572329.
  11. ^ Митра, Шубхаджит; Данфи, Пейдж С .; Дас, Сима; Чжу, Бин (22.01.2018). «Эффектор Ehrlichia chaffeensis TRP120 нацеливается и привлекает белки группы Polycomb хозяина для деградации, чтобы способствовать внутриклеточной инфекции». Инфекция и иммунитет. 86 (4): e00845–17, /iai/86/4/e00845–17.atom. Дои:10.1128 / IAI.00845-17. ISSN  0019-9567. ЧВК  5865042. PMID  29358333.
  12. ^ Ясин, Имтияз; Каур, Прабхджот; Нандикури, Винай Кумар; Хосла, Санджив (декабрь 2015 г.). «Микобактерии модулируют эпигенетический аппарат хозяина за счет метилирования Rv1988 нехвостового аргинина гистона H3». Nature Communications. 6 (1): 8922. Bibcode:2015НатКо ... 6.8922л.. Дои:10.1038 / ncomms9922. ISSN  2041-1723. PMID  26568365.
  13. ^ Кей, Сабина; Хан, Симона; Маруа, Эрик; Хауз, Герд (26 октября 2007 г.). «Бактериальный эффектор действует как фактор транскрипции растений и индуцирует регулятор размера клетки». Наука. 318 (5850): 648–651. Bibcode:2007Наука ... 318..648K. Дои:10.1126 / science.1144956. ISSN  0036-8075. PMID  17962565. S2CID  11544887.
  14. ^ Ремер, Патрик; Хан, Симона; Джордан, Тина; Штраус, Тина (26 октября 2007 г.). «Распознавание патогенов растений, опосредованное активацией промотора гена устойчивости перца Bs3». Наука. 318 (5850): 645–8. Bibcode:2007Научный ... 318..645R. Дои:10.1126 / science.1144958. ISSN  0036-8075. PMID  17962564. S2CID  19340482.
  15. ^ Тойотоме, Такахито; Сузуки, Тошихико; Кувэй, Асаоми; Нонака, Такаши (24 августа 2001 г.). «Белок шигеллы IpaH 9.8 секретируется бактериями в клетках млекопитающих и транспортируется в ядро». Журнал биологической химии. 276 (34): 32071–32079. Дои:10.1074 / jbc.M101882200. ISSN  0021-9258. PMID  11418613.
  16. ^ а б Окуда, июн; Тойотоме, Такахито; Катаока, Наоюки; Оно, Муцухито (июль 2005 г.). «Эффектор Shigella IpaH9.8 связывается с фактором сплайсинга U2AF35, чтобы модулировать иммунные ответы хозяина». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 333 (2): 531–9. Дои:10.1016 / j.bbrc.2005.05.145. PMID  15950937.
  17. ^ Тайеб, Фредерик; Нугайред, Жан-Филипп; Освальд, Эрик (2011-03-29). «Факторы, ингибирующие цикл (CIFS): цикломодулины, которые узурпируют убиквитин-зависимый путь деградации клеток-хозяев». Токсины. 3 (4): 356–68. Дои:10.3390 / токсины3040356. ISSN  2072-6651. ЧВК  3202828. PMID  22069713.
  18. ^ Норковски, Стефани; Кёрнер, Бритта; Грюн, Лило; Штолле, Анн-Софи; Любош, Мария-Луиза; Hardwidge, Philip R .; Шмидт, М. Александр; Рютер, Кристиан (2018-06-01). «Бактериальные факторы вирулентности, содержащие мотив LPX, составляют семейство проникающих в клетки эффекторов, охватывающих все виды». Клеточные и молекулярные науки о жизни. 75 (12): 2273–2289. Дои:10.1007 / s00018-017-2733-4. ISSN  1420-9071. PMID  29285573. S2CID  7904315.
  19. ^ Бирн, Элен (2017), «Перекрестный разговор между бактериями и эпигенетическими механизмами хозяина», в Doerfler, Walter; Касадесус, Хосеп (ред.), Эпигенетика инфекционных болезней, Эпигенетика и здоровье человека, Springer International Publishing, стр. 113–158, Дои:10.1007/978-3-319-55021-3_6, ISBN  978-3-319-55021-3
  20. ^ Пельчарь, Павел; Кальк, Вероник; Гомес, Дивина; Хон, Барбара (июнь 2004 г.). «Белки Agrobacterium VirD2 и VirE2 опосредуют точную интеграцию синтетических комплексов Т-ДНК в клетки млекопитающих». EMBO отчеты. 5 (6): 632–7. Дои:10.1038 / sj.embor.7400165. ISSN  1469-221X. ЧВК  1299075. PMID  15153934.
  21. ^ Лебретон, Алиса; Иов, Вивиана; Рагон, Мари; Ле Монье, Албан (21 января 2014 г.). «Структурные основы ингибирования репрессора хроматина BAHD1 бактериальным нуклеомодулином LntA». мБио. 5 (1): e00775-13. Дои:10,1128 / мBio.00775-13. ISSN  2150-7511. ЧВК  3903274. PMID  24449750.
  22. ^ Роландо, Моника; и другие. (Апрель 2013). «Legionella pneumophila Effector RomA уникальным образом изменяет хроматин хозяина, подавляя экспрессию генов и способствуя внутриклеточной репликации бактерий». Клеточный хозяин и микроб. 13 (4): 395–405. Дои:10.1016 / j.chom.2013.03.004. PMID  23601102.
  23. ^ Ли, Тинг; и другие. (Август 2013). «Бактериальные эффекторы SET-домена нацелены на гетерохроматиновый белок 1 для активации транскрипции рДНК хозяина». EMBO отчеты. 14 (8): 733–740. Дои:10.1038 / embor.2013.86. ISSN  1469-221X. ЧВК  3736128. PMID  23797873.