Published December 1, 2012
| Version v1
Publication
Open
Bioinformatic identification of Mycobacterium tuberculosis proteins likely to target host cell mitochondria: virulence factors?
Creators
- 1. Instituto Politécnico Nacional
- 2. Universidad Nacional Autónoma de México
- 3. Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán
Description
M. tuberculosis infection either induces or inhibits host cell death, depending on the bacterial strain and the cell microenvironment. There is evidence suggesting a role for mitochondria in these processes.On the other hand, it has been shown that several bacterial proteins are able to target mitochondria, playing a critical role in bacterial pathogenesis and modulation of cell death. However, mycobacteria-derived proteins able to target host cell mitochondria are less studied.A bioinformaic analysis based on available genomic sequences of the common laboratory virulent reference strain Mycobacterium tuberculosis H37Rv, the avirulent strain H37Ra, the clinical isolate CDC1551, and M. bovis BCG Pasteur strain 1173P2, as well as of suitable bioinformatic tools (MitoProt II, PSORT II, and SignalP) for the in silico search for proteins likely to be secreted by mycobacteria that could target host cell mitochondria, showed that at least 19 M. tuberculosis proteins could possibly target host cell mitochondria. We experimentally tested this bioinformatic prediction on four M. tuberculosis recombinant proteins chosen from this list of 19 proteins (p27, PE_PGRS1, PE_PGRS33, and MT_1866). Confocal microscopy analyses showed that p27, and PE_PGRS33 proteins colocalize with mitochondria.Based on the bioinformatic analysis of whole M. tuberculosis genome sequences, we propose that at least 19 out of 4,246 M. tuberculosis predicted proteins would be able to target host cell mitochondria and, in turn, control mitochondrial physiology. Interestingly, such a list of 19 proteins includes five members of a mycobacteria specific family of proteins (PE/PE_PGRS) thought to be virulence factors, and p27, a well known virulence factor. P27, and PE_PGRS33 proteins experimentally showed to target mitochondria in J774 cells. Our results suggest a link between mitochondrial targeting of M. tuberculosis proteins and virulence.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
م. تؤدي عدوى السل إما إلى موت الخلايا المضيفة أو تثبيطها، اعتمادًا على السلالة البكتيرية والبيئة الدقيقة للخلية. هناك أدلة تشير إلى وجود دور للميتوكوندريا في هذه العمليات. من ناحية أخرى، ثبت أن العديد من البروتينات البكتيرية قادرة على استهداف الميتوكوندريا، وتلعب دورًا حاسمًا في التسبب البكتيري وتعديل موت الخلايا. ومع ذلك، فإن البروتينات المشتقة من المتفطرة القادرة على استهداف ميتوكوندريا الخلايا المضيفة هي أقل دراسة. أظهر تحليل المعلومات الحيوية بناءً على التسلسلات الجينية المتاحة للسلالة المرجعية الخبيثة الشائعة للمختبر Mycobacterium tuberculosis H37Rv، والسلالة اللافيروسية H37Ra، والعزل السريري CDC1551، وسلالة M. bovis BCG Pasteur 1173P2، بالإضافة إلى الأدوات المعلوماتية الحيوية المناسبة (MitoProt II و PSORT II و SignalP) للبحث في السيليكو عن البروتينات التي من المحتمل أن تفرزها المتفطرة التي يمكن أن تستهدف الميتوكوندريا الخلوية المضيفة، أن 19 مليون بروتين على الأقل من بروتينات السل يمكن أن تستهدف الميتوكوندريا الخلوية المضيفة. اختبرنا هذا التنبؤ المعلوماتي الحيوي تجريبيًا على أربعة بروتينات مؤتلفة من السل تم اختيارها من هذه القائمة المكونة من 19 بروتينًا (p27 و PE_PGRS1 و PE_PGRS33 و MT _1866). أظهرت تحليلات المجهر متحد البؤر أن بروتينات p27 و PE_PGRS33 تتمازج مع الميتوكوندريا. استنادًا إلى التحليل المعلوماتي الحيوي لتسلسلات جينوم السل الكاملة، نقترح أن 19 على الأقل من أصل 4246 مليون من البروتينات المتوقعة من السل ستكون قادرة على استهداف الميتوكوندريا في الخلايا المضيفة، وبالتالي السيطرة على فسيولوجيا الميتوكوندريا. ومن المثير للاهتمام أن مثل هذه القائمة المكونة من 19 بروتينًا تتضمن خمسة أعضاء من عائلة محددة من البروتينات الفطرية (PE/PE_PGRS) يُعتقد أنها عوامل ضراوة، و p27، وهو عامل ضراوة معروف جيدًا. أظهرت بروتينات P27 و PE_PGRS33 تجريبيًا أنها تستهدف الميتوكوندريا في خلايا J774. تشير نتائجنا إلى وجود صلة بين استهداف الميتوكوندريا لبروتينات M. tuberculosis والفوعة.Translated Description (French)
L'infection par M. tuberculosis induit ou inhibe la mort des cellules hôtes, en fonction de la souche bactérienne et du microenvironnement cellulaire. Il existe des preuves suggérant un rôle des mitochondries dans ces processus. D'autre part, il a été démontré que plusieurs protéines bactériennes sont capables de cibler les mitochondries, jouant un rôle essentiel dans la pathogenèse bactérienne et la modulation de la mort cellulaire. Cependant, les protéines dérivées des mycobactéries capables de cibler les mitochondries des cellules hôtes sont moins étudiées. Une analyse bioinformatique basée sur les séquences génomiques disponibles de la souche de référence virulente commune de laboratoire Mycobacterium tuberculosis H37Rv, de la souche avirulente H37Ra, de l'isolat clinique CDC1551 et de la souche 1173P2 de M. bovis BCG Pasteur, ainsi que sur des outils bioinformatiques appropriés (MitoProt II, PSORT II et SignalP) pour la recherche in silico de protéines susceptibles d'être sécrétées par les mycobactéries qui pourraient cibler les mitochondries des cellules hôtes, a montré qu'au moins 19 protéines de M. tuberculosis pourraient éventuellement cibler les mitochondries des cellules hôtes. Nous avons testé expérimentalement cette prédiction bioinformatique sur quatre protéines recombinantes de M. tuberculosis choisies parmi cette liste de 19 protéines (p27, PE_PGRS1, PE_PGRS33 et MT_1866). Les analyses de microscopie confocale ont montré que les protéines p27 et PE_PGRS33 colocalisent avec les mitochondries. Sur la base de l'analyse bioinformatique de séquences entières du génome de M. tuberculosis, nous proposons qu'au moins 19 des 4 246 protéines prédites par M. tuberculosis seraient capables de cibler les mitochondries des cellules hôtes et, à leur tour, de contrôler la physiologie mitochondriale. Fait intéressant, une telle liste de 19 protéines comprend cinq membres d'une famille de protéines spécifiques aux mycobactéries (PE/PE_PGRS) que l'on pense être des facteurs de virulence, et p27, un facteur de virulence bien connu. Les protéines P27 et PE_PGRS33 ont montré expérimentalement qu'elles ciblaient les mitochondries dans les cellules J774. Nos résultats suggèrent un lien entre le ciblage mitochondrial des protéines de M. tuberculosis et la virulence.Translated Description (Spanish)
La infección por M. tuberculosis induce o inhibe la muerte de la célula huésped, dependiendo de la cepa bacteriana y el microambiente celular. Existe evidencia que sugiere un papel para las mitocondrias en estos procesos. Por otro lado, se ha demostrado que varias proteínas bacterianas son capaces de dirigirse a las mitocondrias, desempeñando un papel crítico en la patogénesis bacteriana y la modulación de la muerte celular. Sin embargo, las proteínas derivadas de micobacterias capaces de dirigirse a las mitocondrias de la célula huésped están menos estudiadas. Un análisis bioinformático basado en las secuencias genómicas disponibles de la cepa de referencia virulenta de laboratorio común Mycobacterium tuberculosis H37Rv, la cepa avirulenta H37Ra, el aislado clínico CDC1551 y la cepa 1173P2 de M. bovis BCG Pasteur, así como de herramientas bioinformáticas adecuadas (MitoProt II, PSORT II y SignalP) para la búsqueda in silico de proteínas que probablemente sean secretadas por micobacterias que podrían dirigirse a las mitocondrias de la célula huésped, mostró que al menos 19 proteínas de M. tuberculosis podrían posiblemente dirigirse a las mitocondrias de la célula huésped. Probamos experimentalmente esta predicción bioinformática en cuatro proteínas recombinantes de M. tuberculosis elegidas de esta lista de 19 proteínas (p27, PE_PGRS1, PE_PGRS33 y MT_1866). Los análisis de microscopía confocal mostraron que las proteínas p27 y PE_PGRS33 se colocalizan con las mitocondrias. Basándonos en el análisis bioinformático de secuencias genómicas completas de M. tuberculosis, proponemos que al menos 19 de las 4.246 proteínas predichas de M. tuberculosis podrían dirigirse a las mitocondrias de la célula huésped y, a su vez, controlar la fisiología mitocondrial. Curiosamente, dicha lista de 19 proteínas incluye cinco miembros de una familia específica de proteínas de micobacterias (PE/PE_PGRS) que se cree que son factores de virulencia, y p27, un factor de virulencia bien conocido. Las proteínas P27 y PE_PGRS33 mostraron experimentalmente que se dirigen a las mitocondrias en las células J774. Nuestros resultados sugieren una relación entre el direccionamiento mitocondrial de las proteínas de M. tuberculosis y la virulencia.Files
2042-5783-2-9.pdf
Files
(598.2 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:8267acdcf6114c7458caabe0cf723626
|
598.2 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحديد المعلومات الحيوية لبروتينات السل المتفطرة التي من المحتمل أن تستهدف الميتوكوندريا الخلوية المضيفة: عوامل الفوعة ؟
- Translated title (French)
- Identification bioinformatique des protéines de Mycobacterium tuberculosis susceptibles de cibler les mitochondries des cellules hôtes : facteurs de virulence ?
- Translated title (Spanish)
- Identificación bioinformática de proteínas de Mycobacterium tuberculosis que probablemente se dirijan a las mitocondrias de la célula huésped: ¿factores de virulencia?
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2021045359
- DOI
- 10.1186/2042-5783-2-9
References
- https://openalex.org/W1735934411
- https://openalex.org/W1793304642
- https://openalex.org/W1906780201
- https://openalex.org/W1909986873
- https://openalex.org/W1971192547
- https://openalex.org/W1983344225
- https://openalex.org/W1986568749
- https://openalex.org/W2005959254
- https://openalex.org/W2009353220
- https://openalex.org/W2011261850
- https://openalex.org/W2012565980
- https://openalex.org/W2014428435
- https://openalex.org/W2016185755
- https://openalex.org/W2024431365
- https://openalex.org/W2037094391
- https://openalex.org/W2046520563
- https://openalex.org/W2047330514
- https://openalex.org/W2054548447
- https://openalex.org/W2062173234
- https://openalex.org/W2068046091
- https://openalex.org/W2073373262
- https://openalex.org/W2076631817
- https://openalex.org/W2089047063
- https://openalex.org/W2101732046
- https://openalex.org/W2106107192
- https://openalex.org/W2117018557
- https://openalex.org/W2123266729
- https://openalex.org/W2134014905
- https://openalex.org/W2135226086
- https://openalex.org/W2137424160
- https://openalex.org/W2137614072
- https://openalex.org/W2138989146
- https://openalex.org/W2152691765
- https://openalex.org/W2154293774
- https://openalex.org/W2158023121
- https://openalex.org/W2161746138
- https://openalex.org/W2162815684
- https://openalex.org/W2165494441
- https://openalex.org/W2166305071
- https://openalex.org/W2167912077
- https://openalex.org/W2171032646
- https://openalex.org/W2171091522
- https://openalex.org/W4297157124