Published June 1, 2006 | Version v1
Publication Open

Active and Passive Mechanisms Drive Secretory Granule Biogenesis during Differentiation of the Intestinal Parasite Giardia lamblia

  • 1. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 3. Institute for Medical Research
  • 4. Centro de Investigaciones Cardiovasculares

Description

The parasitic protozoan Giardia lamblia undergoes important changes to survive outside the intestine of its host by differentiating into infective cysts. During encystation, three cyst wall proteins (CWPs) are specifically expressed and concentrated within encystation-specific secretory vesicles (ESVs). ESVs are electron-dense secretory granules that transport CWPs before exocytosis and extracellular polymerization into a rigid cyst wall. Because secretory granules form at the trans-Golgi in higher eukaryotes and because Giardia lacks an identifiable Golgi apparatus, the aim of this work was to investigate the molecular basis of secretory granule formation in Giardia by examining the role of CWPs in this process. Although CWP1, CWP2, and CWP3 are structurally similar in their 26-kDa leucine-rich overlapping region, CWP2 is distinguished by the presence of a 13-kDa C-terminal basic extension. In non-encysting trophozoites, expression of different CWP chimeras showed that the CWP2 basic extension is necessary for biogenesis of ESVs, which occurs in a compartment derived from the endoplasmic reticulum. Nevertheless, the CWP2 basic extension per se is insufficient to trigger ESV formation, indicating that other domains in CWPs are also required. We found that CWP2 is a key regulator of ESV formation by acting as an aggregation factor for CWP1 and CWP3 through interactions mediated by its conserved region. CWP2 also acts as a ligand for sorting via its C-terminal basic extension. These findings show that granule biogenesis requires complex interactions among granule components and membrane receptors. The parasitic protozoan Giardia lamblia undergoes important changes to survive outside the intestine of its host by differentiating into infective cysts. During encystation, three cyst wall proteins (CWPs) are specifically expressed and concentrated within encystation-specific secretory vesicles (ESVs). ESVs are electron-dense secretory granules that transport CWPs before exocytosis and extracellular polymerization into a rigid cyst wall. Because secretory granules form at the trans-Golgi in higher eukaryotes and because Giardia lacks an identifiable Golgi apparatus, the aim of this work was to investigate the molecular basis of secretory granule formation in Giardia by examining the role of CWPs in this process. Although CWP1, CWP2, and CWP3 are structurally similar in their 26-kDa leucine-rich overlapping region, CWP2 is distinguished by the presence of a 13-kDa C-terminal basic extension. In non-encysting trophozoites, expression of different CWP chimeras showed that the CWP2 basic extension is necessary for biogenesis of ESVs, which occurs in a compartment derived from the endoplasmic reticulum. Nevertheless, the CWP2 basic extension per se is insufficient to trigger ESV formation, indicating that other domains in CWPs are also required. We found that CWP2 is a key regulator of ESV formation by acting as an aggregation factor for CWP1 and CWP3 through interactions mediated by its conserved region. CWP2 also acts as a ligand for sorting via its C-terminal basic extension. These findings show that granule biogenesis requires complex interactions among granule components and membrane receptors. Giardia lamblia, a parasitic protozoan of humans and other vertebrates, is a major source of waterborne disease worldwide. Clinical signs of giardiasis vary from asymptomatic infection to acute or chronic disease associated with diarrhea and malabsorption. Giardia is also of biological interest because it derives from one of the earliest branches of the eukaryotic line of descent (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). Giardia undergoes important biological changes to survive in hostile environments, alternating between the motile trophozoite and the environmentally resistant cyst (see Fig. 1) (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar, 2Luján H.D. Mowatt M.R. Nash T.E. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1997; 61: 294-304Crossref PubMed Scopus (129) Google Scholar). Trophozoites inhabit the upper small intestine and are responsible for symptoms of the disease, whereas cysts develop in the lower intestine and are excreted with the feces. This allows Giardia survival outside the intestine and transmission among susceptible hosts (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). The encystation process includes cyst wall component synthesis and secretory organelle biogenesis. Encystation-specific secretory vesicles (ESVs) 2The abbreviations used are: ESVs, encystation-specific secretory vesicles; CWPs, cyst wall proteins; ER, endoplasmic reticulum; TGN, trans-Golgi network; VSP, variant-specific surface protein; HA, hemagglutinin; TM, transmembrane domain; mAbs, monoclonal antibodies; FITC, fluorescein isothiocyanate; DAPI, 4′,6-diamidino-2-phenylindole. (3Luján H.D. Marotta A. Mowatt M.R. Sciaky N. Nash Lippincott-Schwartz J.T.E. J. Biol. Chem. 1995; 270: 4612-4618Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (140) Google Scholar, 4Faubert G. Reiner D.S. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1991; 72: 345-354Crossref PubMed Scopus (48) Google Scholar, 5Gillin F.D. Reiner D.S. McCaffery J.M. Parasitol. Today. 1991; 7: 113-116Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (19) Google Scholar), absent in non-encysting trophozoites, are necessary to transport cyst wall secretion components, leading to assembly of the extracellular cyst wall (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). We previously characterized two Giardia cyst wall proteins (CWPs): CWP1 and CWP2 (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995; 15: 955-963Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). A recent Giardia Genome Database search identified a new cyst wall protein, CWP3 (8Sun C.H. McCaffery J.M. Reiner D.S. Gillin F.D. J. Biol. Chem. 2003; 278: 21701-21708Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (92) Google Scholar). CWP1, CWP2, and CWP3 expression increases after trophozoites are exposed to the encystation stimulus (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995; 15: 955-963Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar, 8Sun C.H. McCaffery J.M. Reiner D.S. Gillin F.D. J. Biol. Chem. 2003; 278: 21701-21708Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (92) Google Scholar). CWP1, CWP2, and CWP3 are acidic proteins of 26, 39, and 27 kDa, respectively. A hydrophobic N-terminal signal peptide targets them to the secretory pathway (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995; 15: 955-963Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar, 8Sun C.H. McCaffery J.M. Reiner D.S. Gillin F.D. J. Biol. Chem. 2003; 278: 21701-21708Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (92) Google Scholar, 9Hehl A.B. Marti M. Kohler P. Mol. Biol. Cell. 2000; 11: 1789-1800Crossref PubMed Scopus (85) Google Scholar). The central region of CWP1 and CWP2 consists of five tandem leucine-rich repeats, whereas CWP3 has four complete and one incomplete leucine-rich repeat (8Sun C.H. McCaffery J.M. Reiner D.S. Gillin F.D. J. Biol. Chem. 2003; 278: 21701-21708Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (92) Google Scholar). Leucine-rich repeat motifs in both prokaryotic and eukaryotic proteins have diverse functions and cellular localizations, but are always implicated in protein/protein interactions (10Kobe B. Kajava A.V. Curr. Opin. Struct. Biol. 2001; 11: 725-732Crossref PubMed Scopus (1289) Google Scholar). The C terminus of CWPs has a cysteine-rich domain involved in the formation of disulfide-bonded oligomers (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). Although CWPs are closely related to each other, CWP2 is distinguished from CWP1 and CWP3 by the presence of a basic 121-residue C-terminal extension. In CWP2, this C-terminal region is present within ESVs, but is proteolytically cleaved before cyst wall assembly. The C-terminal processing role of CWP2 in early encystation is unknown (2Luján H.D. Mowatt M.R. Nash T.E. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1997; 61: 294-304Crossref PubMed Scopus (129) Google Scholar, 3Luján H.D. Marotta A. Mowatt M.R. Sciaky N. Nash Lippincott-Schwartz J.T.E. J. Biol. Chem. 1995; 270: 4612-4618Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (140) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). After synthesis in the endoplasmic reticulum (ER), CWPs are shuttled to the cell exterior within ESVs. ESVs are large, morphologically irregular, electron-dense granules that form de novo, and their presence is the earliest morphological change observed during Giardia encystation (Fig. 1) (4Faubert G. Reiner D.S. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1991; 72: 345-354Crossref PubMed Scopus (48) Google Scholar, 11McCaffery J.M. Faubert G.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994; 79: 236-249Crossref PubMed Scopus (64) Google Scholar, 12McCaffery J.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994; 79: 220-235Crossref PubMed Scopus (76) Google Scholar). In cells from higher eukaryotes, regulated secretory proteins concentrate into a dense core that buds off, forming an immature secretory granule in the last portion of the Golgi apparatus (13Bauerfeind R. Huttner W.B. Curr. Opin. Cell Biol. 1993; 5: 628-635Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 14Burgess T.L. Kelly R.B. Annu. Rev. Cell Biol. 1987; 3: 243-293Crossref PubMed Scopus (751) Google Scholar, 15Tooze S.A. FEBS Lett. 1991; 285: 220-224Crossref PubMed Scopus (65) Google Scholar). The Golgi apparatus consists of flattened cisternal membranes forming a stack and is remarkably conserved throughout eukaryotic evolution (16Griffiths G. Simons K. Science. 1986; 234: 438-443Crossref PubMed Scopus (764) Google Scholar); however, a typical Golgi complex is not apparent in vegetative Giardia trophozoites (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). Evidence suggests that Giardia may possess organelle(s) in which typical Golgi functions take place, even though they do not have a Golgi-like appearance (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). Constitutive and regulated mechanisms for protein transport exist in Giardia, suggesting Golgi functions, because the sorting and selection processes generally occur in the trans-Golgi network (TGN) (17Rothman J.E. Orci L. FASEB J. 1990; 4: 1460-1468Crossref PubMed Scopus (109) Google Scholar). The Giardia constitutive secretory pathway occurs by variant-specific surface protein (VSP) continuous transport to the plasma membrane and extracellular release. Additionally, hydrolytic enzyme sorting to lysosome-like peripheral vesicles is also a component of the constitutive pathway (3Luján H.D. Marotta A. Mowatt M.R. Sciaky N. Nash Lippincott-Schwartz J.T.E. J. Biol. Chem. 1995; 270: 4612-4618Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (140) Google Scholar, 11McCaffery J.M. Faubert G.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994; 79: 236-249Crossref PubMed Scopus (64) Google Scholar, 18Touz M.C. Luján H.D. Hayes S.F. Nash T.E. J. Biol. Chem. 2003; 278: 6420-6426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (46) Google Scholar). Nonetheless, knowledge of the regulated secretory pathway induced during Giardia encystation is limited and controversial (19Hehl A.B. Marti M. Mol. Microbiol. 2004; 53: 19-28Crossref PubMed Scopus (62) Google Scholar, 20Luján H.D. Touz M.C. Cell. Microbiol. 2003; 5: 427-434Crossref PubMed Scopus (43) Google Scholar). Immunoelectron microscopic studies indicate that synthesized CWPs are concentrated within flattened cisternae. These cisternae increase in size, forming large (>1-μm diameter) membrane-bound ESVs (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar, 12McCaffery J.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994; 79: 220-235Crossref PubMed Scopus (76) Google Scholar, 21Reiner D.S. McCaffery J.M. Gillin F.D. Eur. J. Cell Biol. 1990; 53: 142-153PubMed Google Scholar). Detailed structural analyses of encysting cells (22Lanfredi-Rangel A. Attias M. Reiner D.S. Gillin F.D. De Souza W. J. Struct. Biol. 2003; 143: 153-163Crossref PubMed Scopus (39) Google Scholar) and the presence of BiP, an ER-resident chaperone, in these organelles (23Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad Nash J. T.T.E. Biol. Cell. 1996; 86: 11-18PubMed Google Scholar, 24Stefanic S. Palm D. Svärd S.G. Hehl A.B. J. Biol. Chem. 2006; 281: 7595-7604Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (52) Google Scholar) suggest that ESVs arise from modified ER cisternae. Whether these specific secretory granules form from an uncharacterized trans-Golgi or through condensation within the ER is unclear (20Luján H.D. Touz M.C. Cell. Microbiol. 2003; 5: 427-434Crossref PubMed Scopus (43) Google Scholar, 22Lanfredi-Rangel A. Attias M. Reiner D.S. Gillin F.D. De Souza W. J. Struct. Biol. 2003; 143: 153-163Crossref PubMed Scopus (39) Google Scholar). Previously, we (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995; 15: 955-963Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar) and others (12McCaffery J.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994; 79: 220-235Crossref PubMed Scopus (76) Google Scholar, 22Lanfredi-Rangel A. Attias M. Reiner D.S. Gillin F.D. De Souza W. J. Struct. Biol. 2003; 143: 153-163Crossref PubMed Scopus (39) Google Scholar) observed that CWPs aggregate within membrane-bound clefts. These aggregates appear to grow by direct addition of newly synthesized CWPs, forming large ESVs, suggesting that CWP accumulation is an important factor for granule formation. During encystation, inhibition of CWP synthesis abolishes ESV formation (25Touz M.C. Nores M.J. Slavin I. Piacenza L. Acosta D. Carmona C. Luján H.D. Biochem. J. 2002; 364: 703-710Crossref PubMed Scopus (21) Google Scholar). Furthermore, blocking CWP transport at low temperatures indicates that ESV formation depends on CWP export from the ER (26Marti M. Li Y. Schraner E.M. Wild P. Kohler P. Hehl A.B. Mol. Biol. Cell. 2003; 14: 1433-1447Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar). We hypothesized that ESV formation is a direct consequence of CWP synthesis (20Luján H.D. Touz M.C. Cell. Microbiol. 2003; 5: 427-434Crossref PubMed Scopus (43) Google Scholar). We investigated the molecular basis of secretory granule formation by examining the role of CWPs and CWP chimeras in ESV biogenesis in Giardia. Our results suggest that secretory granule formation requires complex interactions between granule components (aggregation/condensation) and granule membrane receptors (sorting), involving both passive and active mechanisms. Construction of Expression Vectors—For CWP expression in Giardia, the corresponding genes were amplified with sense primers containing NcoI or ApaI sites and antisense primers containing EcoRV or SmaI sites. The products were purified, digested, and cloned into the pTubH7HApac vector as reported previously (18Touz M.C. Luján H.D. Hayes S.F. Nash T.E. J. Biol. Chem. 2003; 278: 6420-6426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (46) Google Scholar). Strategy and Oligonucleotides Used to Construct Different CWP Variants—To constitutively express cwp1, cwp2, cwp3, and cwp2 without the basic extension (cwp2(-TCWP2)), all fragments were PCR-amplified from genomic DNA with the following sense (s) and antisense (as) oligonucleotides and cloned into the pTubHApac vector: CWP1s, 5′-CCA CCA TGG TGA TGC TCG CTC TCC TT-3′; CWP1as, 5′-GTT GAT ATC AGG CGG GGT GAG GCA G-3′; CWP2s, 5′-CCA CCA TGG TCG CAG CCC TTG TTC-3′; CWP2as, 5′-AGC GAT ATC CCT TCT GCG GAC AAT AGG-3′; CWP3s, 5′-CCA CCA TGG TTT CTC TGC TTC TTC TCC-3′; CWP3as, GTT GAT ATC TCT GTA GTA GGG CGG CTG-3′; CWP2-Ts, CCA CCA TGG TCG CAG CCC TTG TTC-3′; and CWP2-Tas, 5′-GTT GAT ATC GAC TAC TGT CTG CCT GTA GTA-3′. To constitutively express the CWP2 basic extension (TCWP2), the signal peptide of CWP2 was added in front of TCWP2. For this purpose, the fragment corresponding to the basic extension was amplified with a sense primer containing an XhoI site (TAILs, 5′-ACT CTC GAG AGA GAT GGA TGC ACG-3′) and antisense primer CWP2as. The fragment corresponding to the signal peptide was amplified with sense primer CWP2s and an antisense oligonucleotide containing an XhoI site (Spas, 5′-ATT CTC GAG AGC GGC GCG AGC A-3′). The two fragments were purified, digested with XhoI, and then ligated. The ligated product was re-amplified using primers CWP2s and CWP2as and cloned into the pTubHApac vector. The chimera cwp1(+TCWP2)-hemagglutinin (HA) was generated by PCR. cwp1 was amplified using primer CWP1s and an antisense oligonucleotide with a 5′-region complementary to the beginning of the cwp2 basic extension (MIX1, 5′-CTT TCG TCC CGA CGC ATT GCG AGG CGG GGT GAG GCA GTA C-3′). The basic tail (T-HA) was amplified using a sense oligonucleotide with a 5′-region complementary to the end of cwp1 (MIX2, 5′-GTA CTG CCT CAC CCC GCC TCG CA ATG CGT CGG GAC GAA AG-3′) and antisense primer CWP2as. The two fragments cwp1 (726 bp) and TCWP2 (363 bp) were purified and hybridized by a denaturation-hybridization round (95 °C for 2 min, 65 °C for 1 min, and 73 °C for 10 min). The product was re-amplified by PCR using primers CWP1s and CWP2as and cloned into the pTubH7HApac vector. Strategy and Oligonucleotide Primers Used to Construct Different VSPH7 Chimeras—vspH7 without its transmembrane domain (vspH7(-TM)HA) was PCR-amplified from genomic DNA with the following sense (s) and antisense (as) oligonucleotides and then cloned into pTubH7HApac: VSPH7-TMs, 5′-ATC GGG CCC ATG TTT CTA TTA ATT AAT TG-3′; and VSPH7-TMas, 5′-AGC GAT ATC GGA GAG GTT GGG GCC AC-3′. The chimera of vspH7 to which the basic extension of cwp2 was added, vspH7(-TM+TCWP2)-HA, was generated by PCR using the QuikChange site-directed mutagenesis kit (Stratagene) following the protocol described by Geiser et al. (27Geiser M. Cebe R. Drewello D. Schmitz R. BioTechniques. 2001; 31: 88-90Crossref PubMed Scopus (212) Google Scholar). Briefly, vspH7 cloned in pTubH7HApac was modified to construct the chimera using primers that have sequences complementary to vspH7, to the basic extension of cwp2, and to the vector. The antisense oligonucleotide used had a 5′-region complementary to the vector and a 3′-region complementary to the end of cwp2 (TAILas, 5′-CAG GCA CAT TCA TAT GGA TAG ATA TCC CTT CTG CGG ACA ATA GGC TTG TTC-3′). The sense oligonucleotide had a 5′-region complementary to the region of interest of vspH7 and a 3′-region complementary to the beginning of the cwp2 basic extension (VSPH7-TM+Ts, 5′-CGG CGA TAG TGG CCC CAA CCT CTC CCT CGA GAG ATG GAT GCA CGT AC-3′). All constructs were verified by sequencing. Giardia Culture and Transfection—Clone WB/1267 trophozoites (28Nash T.E. Aggarwal A. Adam R.D. Conrad J.T. Merritt J.W. J. Immunol. 1988; 141: 636-641PubMed Google Scholar) were cultured and induced to encyst as described previously (18Touz M.C. Luján H.D. Hayes S.F. Nash T.E. J. Biol. Chem. 2003; 278: 6420-6426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (46) Google Scholar). Trophozoites were transfected with the constructs by electroporation and selected with puromycin as described (18Touz M.C. Luján H.D. Hayes S.F. Nash T.E. J. Biol. Chem. 2003; 278: 6420-6426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (46) Google Scholar). After the transfection, clones with low expression were selected by immunoblot and immunofluorescence analyses. For transient coexpression, trophozoites were transfected with both plasmids at the same concentration (10 μg) and selected with puromycin, and clones were analyzed with the corresponding anti-CWP1 and anti-CWP2 monoclonal antibodies (mAbs). Giardia Trophozoite Immunofluorescence Analysis—Cells cultured in growth, pre-encystation, or encystation medium were harvested and processed as described previously (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). The cells were fixed with 4% paraformaldehyde and permeabilized for 1 h at room temperature in phosphate-buffered saline, 0.1% Triton X-100, and 10% normal goat serum. The cells were then incubated with the antibodies diluted in phosphate-buffered saline, 0.1% Triton X-100, and 3% goat serum. For indirect staining, slides were incubated with the specific mAbs (final dilution of 1:200) or anti-HA mAb (final dilution of 1:1000; Sigma) for 1 h at 37 °C, followed by anti-mouse secondary antibody labeled with fluorescein isothiocyanate (FITC) or rhodamine (final dilution of 1:250; ICN Biomedicals) for1hat37 °C. For direct double staining, FITC-conjugated anti-HA mAb (final dilution of 1:500) was used to detect the transgenic proteins; mAb 9C9 was directly labeled with Texas Red (Zenon One, Molecular Probes) for GRP78/BiP detection; and mAbs 5-3C and 7D2 were directly labeled with Texas Red or FITC (Zenon One) for endogenous CWP1 and CWP2 detection. The nuclei were visualized with 4′,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI). Controls included no primary antibodies and untransfected cells. Confocal images were collected using a Zeiss LSM5 Pascal laser-scanning confocal microscope equipped with an argon/helium/neon laser and a ×100 (numerical aperture = 1.4) oil immersion objective (Zeiss Plan-Apochromat). Single confocal sections of 0.3 μm were taken parallel to the coverslip (z sections). Images were acquired using a Zeiss charge-coupled device camera and processed with LSM and Adobe Photoshop software. Immunoblot and Secretion Assays—SDS-PAGE of total G. lamblia proteins was performed under reducing or nonreducing conditions as reported previously (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). For Western blot comparative analysis between different CWPs and CWP chimeras, five times more protein from transgenic trophozoites (100 μg instead of 20 μg) was loaded onto the gel because of the lower level of expression of the constructs expressed by the pTubHApac vector compared with CWP expression during encystation. For secretion, transfected cells were cultured in growth medium for 24 h. The cultured medium was collected and centrifuged at 800 × g for 10 min to eliminate Giardia trophozoites. The collected medium was incubated with trichloroacetic acid (10% final concentration) for 1 h at 4 °C. Trichloroacetic acid precipitates were centrifuged, and the resulting pellets were washed with iced-cold ethanol, dried, resuspended in 30 μl of sample buffer with 2-mercaptoethanol, and boiled for 5 min. The samples were analyzed by Western blotting using anti-HA mAb. Electron Microscopy—Cultures were fixed in situ to preserve the cell organization when attached to the culture flask wall. After 30 min in fixative (2.5% glutaraldehyde in 0.1 m sodium cacodylate buffer, pH 7.0), the flask wall was lightly scraped to detach the trophozoites. The resulting suspension was centrifuged at 500 × g, and the pellet was placed in fresh fixative. Fixation was performed for 2 h, followed by post-fixation in 1% OsO4 with the addition of 1.25% potassium ferrocyanide for 1-2 h. During dehydration, the cells were prestained with 1% uranyl acetate in 70% ethanol for 2 h. The pellets were embedded in Araldite, and sections were cut in a Poter-Blum ultramicrotome. Thin, silver interference color (∼60 nm in thickness), serial sections were used. Single whole grids (oval, 2 × 1 mm; Pelco International) were used for collecting segments of 20 sections from series of 100-120 thin sections. The sections were stained first with saturated uranyl acetate in water and then with lead citrate. Sections were examined in a Siemens Elmiskop at magnifications standardized with diffraction grids. The CWP2 Basic Tail Is Necessary for Secretory Granule Biogenesis—To analyze CWP involvement in ESV biogenesis, different tagged versions of CWPs (Fig. 2A) were constitutively expressed in non-encysting trophozoites (Fig. 2B). We used a C-terminal HA epitope tag because CWPs have an N-terminal signal peptide that is processed during their trafficking through the secretory pathway (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995; 15: 955-963Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). After transfection, we analyzed protein expression by Western blotting and immunofluorescence microscopy using either anti-HA or anti-CWP mAb. The expression level of the CWP chimera was always lower than that of endogenous CWP during encystation (∼5-fold lower compared with CWP expression in wild-type encysting cells) (data not shown). Localization of HA-tagged CWP during encystation was similar to that of native CWPs (see below), indicating that the HA tag did not affect their sub-cellular localization. Immunofluorescence assays using anti-HA mAb with constitutively HA-tagged CWP1 and CWP3 showed that both proteins localized to the ER in non-encysting trophozoites (Fig. 2B), as determined by their co-localization with the ER-resident chaperone BiP (23Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad Nash J. T.T.E. Biol. Cell. 1996; 86: 11-18PubMed Google Scholar). When the same assay was performed with HA-tagged CWP2, formation of large vesicles with characteristics similar to those of native ESVs was observed (Fig. 2B). Like ESVs in encysting trophozoites, these vesicles contained BiP (Fig. 2B). CWP2 differs from CWP1 and CWP3 by the presence of a 13-kDa basic extension at the C-terminal end (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). We deleted the CWP2 basic tail (TCWP2) to examine its role in ESV biogenesis. HA-tagged CWP2 without the basic extension (CWP2(-TCWP2)-HA) and CWP1 containing the CWP2 extension at its C terminus (CWP1(+TCWP2)-HA) were expressed in trophozoites (Fig. 2A). Immunofluorescence assays performed on non-encysting cells showed that CWP2 minus the basic extension localized in a cytoplasmic meshwork resembling the ER, a pattern similar to those of CWP1-HA, CWP3-HA, and BiP (Fig. 2B). The formation of ESV-like vesicles in cells expressing CWP1(+TCWP2)-HA was similar to that observed in non-encysting trophozoites with CWP2-HA (Fig. 2B)orin encysting trophozoites with wild-type CWP2 (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). These vesicles also co-localized with BiP (Fig. 2B). We confirmed the aforementioned localization with additional mAbs that detect CWP conformational states. These data suggest that the exogenous proteins undergo normal folding (supplemental Fig. 1). Negative staining in non-encysting trophozoites with mAb against granule-specific protein, an ESV-specific calcium-binding protein induced during encystation (29Touz M.C. Gottig N. Nash T.E. Luján H.D. J. Biol. Chem. 2002; 277: 50557-50563Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (29) Google Scholar), confirmed that these cells were not encysting (data not shown). In encysting cells, HA-tagged CWP1 and CWP3 constructs were sorted to secretory granules and co-localized with endogenous CWPs (Fig. 3A), indicating that native CWP2 reroutes CWP1 and CWP3 from the constitutive to the regulated pathway. In addition, immunofluorescence assays with anti-HA mAb were performed to confirm that these ESV-like granules behave like native ESVs. These experiments showed that CWP1-HA, CWP3-HA, and CWP2(-TCWP2)-HA were incorporated into the cyst wall similar to native CWPs (Fig. 3B). CWP2-HA and CWP1(+TCWP2)-HA were not detected in cyst walls using anti-HA mAb, in agreement with previous results showing that this basic extension is cleaved from CWP2 by an encystation-specific cysteine protease before cyst wall assembly (30Touz M.C. Nores M.J. Slavin I. Carmona C. Conrad J.T. Mowatt M.R. Nash T.E. Coronel C.E. Luján H.D. J. Biol. Chem. 2002; 277: 8474-8481Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (85) Google Scholar). In addition, the cysts generated in vitro from transfected cells were identical in shape to those obtained from untransfected organisms (Figs. 1 and 3B) and were resistant to hypo-osmotic shock (data not shown), suggesting that the HA tag in CWPs does not interfere with cyst wall formation. We also examined CWP expression by immunoblotting reduced and nonreduced protein extracts obtained from encysting and non-encysting Giardia trophozoites (Fig. 4). When extracts from cells expressing CWP1-HA (Fig. 4A), CWP3-HA (Fig. 4B), and CW

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يخضع الطفيلي جيارديا لامبليا لتغيرات مهمة للبقاء على قيد الحياة خارج أمعاء مضيفه عن طريق التمايز إلى أكياس معدية. أثناء التكيس، يتم التعبير عن ثلاثة بروتينات جدار الكيسة (CWPs) على وجه التحديد وتركيزها داخل الحويصلات الإفرازية الخاصة بالتكيس (ESVs). ESVs هي حبيبات إفراز كثيفة الإلكترون تنقل CWPs قبل إخراج الخلايا والبلمرة خارج الخلية إلى جدار كيس صلب. نظرًا لأن الحبيبات الإفرازية تتشكل في الجولجي العابر في حقيقيات النوى الأعلى ولأن الجيارديا تفتقر إلى جهاز جولجي محدد، كان الهدف من هذا العمل هو التحقيق في الأساس الجزيئي لتكوين الحبيبات الإفرازية في الجيارديا من خلال فحص دور CWPs في هذه العملية. على الرغم من أن CWP1 و CWP2 و CWP3 متشابهة هيكلياً في منطقتها الغنية بالليوسين 26 كيلو دالتون، إلا أن CWP2 يتميز بوجود امتداد أساسي لمحطة C 13 كيلو دالتون. في التروفوزويتات غير المتقلبة، أظهر التعبير عن خيميرات CWP المختلفة أن الامتداد الأساسي CWP2 ضروري للتولد الحيوي لـ ESVs، والذي يحدث في حجرة مشتقة من الشبكة الإندوبلازمية. ومع ذلك، فإن التمديد الأساسي لـ CWP2 في حد ذاته غير كافٍ لتحريك تكوين ESV، مما يشير إلى أن المجالات الأخرى في CWPs مطلوبة أيضًا. وجدنا أن CWP2 هو منظم رئيسي لتكوين ESV من خلال العمل كعامل تجميع لـ CWP1 و CWP3 من خلال التفاعلات التي تتوسطها منطقتها المحفوظة. يعمل CWP2 أيضًا كرابطة للفرز عبر الامتداد الأساسي للمحطة C. تظهر هذه النتائج أن التكوين الحيوي للحبيبات يتطلب تفاعلات معقدة بين مكونات الحبيبات ومستقبلات الغشاء. يخضع الطفيلي جيارديا لامبليا لتغيرات مهمة للبقاء على قيد الحياة خارج أمعاء مضيفه عن طريق التمايز إلى أكياس معدية. أثناء التكيس، يتم التعبير عن ثلاثة بروتينات جدار الكيسة (CWPs) على وجه التحديد وتركيزها داخل الحويصلات الإفرازية الخاصة بالتكيس (ESVs). ESVs هي حبيبات إفراز كثيفة الإلكترون تنقل CWPs قبل إخراج الخلايا والبلمرة خارج الخلية إلى جدار كيس صلب. نظرًا لأن الحبيبات الإفرازية تتشكل في الجولجي العابر في حقيقيات النوى الأعلى ولأن الجيارديا تفتقر إلى جهاز جولجي محدد، كان الهدف من هذا العمل هو التحقيق في الأساس الجزيئي لتكوين الحبيبات الإفرازية في الجيارديا من خلال فحص دور CWPs في هذه العملية. على الرغم من أن CWP1 و CWP2 و CWP3 متشابهة هيكلياً في منطقتها الغنية بالليوسين 26 كيلو دالتون، إلا أن CWP2 يتميز بوجود امتداد أساسي لمحطة C 13 كيلو دالتون. في التروفوزويتات غير المتقلبة، أظهر التعبير عن خيميرات CWP المختلفة أن الامتداد الأساسي CWP2 ضروري للتولد الحيوي لـ ESVs، والذي يحدث في حجرة مشتقة من الشبكة الإندوبلازمية. ومع ذلك، فإن التمديد الأساسي لـ CWP2 في حد ذاته غير كافٍ لتحريك تكوين ESV، مما يشير إلى أن المجالات الأخرى في CWPs مطلوبة أيضًا. وجدنا أن CWP2 هو منظم رئيسي لتكوين ESV من خلال العمل كعامل تجميع لـ CWP1 و CWP3 من خلال التفاعلات التي تتوسطها منطقتها المحفوظة. يعمل CWP2 أيضًا كرابطة للفرز عبر الامتداد الأساسي للمحطة C. تظهر هذه النتائج أن التكوين الحيوي للحبيبات يتطلب تفاعلات معقدة بين مكونات الحبيبات ومستقبلات الغشاء. تعد الجيارديا لامبليا، وهي بروتوزوان طفيلي للإنسان والفقاريات الأخرى، مصدرًا رئيسيًا للأمراض المنقولة بالماء في جميع أنحاء العالم. تختلف العلامات السريرية لمرض الجيارديا من العدوى بدون أعراض إلى الأمراض الحادة أو المزمنة المرتبطة بالإسهال وسوء الامتصاص. الجيارديا هي أيضا ذات أهمية بيولوجية لأنها مستمدة من واحدة من أقدم فروع خط النسب حقيقي النواة (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475 Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). تخضع الجيارديا لتغيرات بيولوجية مهمة للبقاء على قيد الحياة في بيئات معادية، بالتناوب بين التروفوزويت المتحرك والكيس المقاوم للبيئة (انظر الشكل 1) (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475 Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar, 2Luján H. D. Mowatt M.R. Nash T.E. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1997; 61: 294-304 Crossref PubMed Scopus (129) Google Scholar). تسكن التروفوزويت الأمعاء الدقيقة العليا وهي مسؤولة عن أعراض المرض، في حين تتطور الخراجات في الأمعاء السفلية وتفرز مع البراز. وهذا يسمح ببقاء الجيارديا خارج الأمعاء وانتقالها بين المضيفين المعرضين للإصابة (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475 Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). تتضمن عملية التكيس تخليق مكون جدار الكيسة والتكوين الحيوي للعضيات الإفرازية. الحويصلات الإفرازية الخاصة بالتكيس (ESVs) 2 الاختصارات المستخدمة هي: ESVs، الحويصلات الإفرازية الخاصة بالتكيس ؛ CWPs، بروتينات جدار الكيس ؛ ER، الشبكة الإندوبلازمية ؛ TGN، شبكة عبر الجولجي ؛ VSP، بروتين سطحي محدد متغير ؛ HA، hemagglutinin ؛ TM، المجال عبر الغشاء ؛ mAbs، الأجسام المضادة وحيدة النسيلة ؛ FITC، الفلوريسين isothiocyanate ؛ DAPI، 4′، 6 - diamidino -2 - phenylindole. (3Luján HD Marotta A. Mowatt MR Sciaky N. Nash Lippincott - Schwartz JTE J. Biol. Chem. 1995; 270: 4612-4618 Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (140) Google Scholar, 4Faubert G. Reiner D.S. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1991; 72: 345-354 Crossref PubMed Scopus (48) Google Scholar, 5Gillin F.D. Reiner D.S. McCaffery J.M. Parasitol. اليوم. 1991 ؛ 7: 113-116 ملخص النص الكامل PDF PubMed Scopus (19) الباحث العلمي من Google)، غائبة في trophozoites غير المتكيسة، ضرورية لنقل مكونات إفراز جدار الكيس، مما يؤدي إلى تجميع جدار الكيس خارج الخلية (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475 Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). لقد ميزنا سابقًا اثنين من بروتينات جدار كيس الجيارديا (CWPs): CWP1 و CWP2 (6Mowatt M.R. Luján HD Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995; 15: 955-963 Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H. D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). حدد بحث حديث في قاعدة بيانات الجينوم في الجيارديا بروتينًا جديدًا لجدار الكيس، CWP3 (8Sun C.H. McCaffery J.M. Reiner D.S. Gillin F.D. J. Biol. Chem. 2003; 278: 21701-21708 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (92) Google Scholar). يزداد تعبير CWP1 و CWP2 و CWP3 بعد تعرض المغذيات لمحفز التكيس (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995; 15: 955-963 Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H. D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313 Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar, 8Sun C.H. McCaffery J.M. Reiner D.S. Gillin F.D. J. Biol. Chem. 2003; 278: 21701-21708 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (92) Google Scholar). CWP1 و CWP2 و CWP3 هي بروتينات حمضية من 26 و 39 و 27 كيلو دالتون، على التوالي. يستهدفهم ببتيد إشارة N - terminal كاره للماء إلى المسار الإفرازي (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995; 15: 955-963 Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H. D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313 Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar, 8Sun C.H. McCaffery J.M. Reiner D.S. Gillin F.D. J. Biol. Chem. 2003; 278: 21701-21708Abstract full text full text PDF PubMed Scopus (92) Google Scholar, 9Hehl A.B. Marti M. Kohler P. Mol. Biol. Cell. 2000; 11: 1789-1800 Crossref PubMed Scopus (85) Google Scholar). تتكون المنطقة الوسطى من CWP1 و CWP2 من خمسة تكرارات ترادفية غنية بالليوسين، في حين أن CWP3 يحتوي على أربعة تكرارات كاملة وواحدة غير كاملة غنية بالليوسين (8Sun C.H. McCaffery J.M. Reiner D.S. Gillin F.D. J. Biol. Chem. 2003; 278: 21701-21708 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (92) Google Scholar). الزخارف المتكررة الغنية بالليوسين في كل من البروتينات بدائية النواة وحقيقية النواة لها وظائف متنوعة وتوطين خلوي، ولكنها متورطة دائمًا في تفاعلات البروتين/البروتين (10Kobe B. Kajava A.V. Curr. الرأي. هيكل. بيول. 2001 ؛ 11: 725-732 Crossref PubMed Scopus (1289) الباحث العلمي من Google). يحتوي الطرف C من CWPs على مجال غني بالسيستين يشارك في تكوين الأوليجومرات المرتبطة بثاني كبريتيد (7Luján HD Mowatt M.R. Conrad JT Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). على الرغم من أن CWPs ترتبط ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض، إلا أن CWP2 يختلف عن CWP1 و CWP3 من خلال وجود تمديد أساسي لـ 121 بقايا C - terminal. في CWP2، توجد هذه المنطقة الطرفية C داخل ESVs، ولكنها مشقوقة بروتينيًا قبل تجميع جدار الكيس. دور المعالجة الطرفية C لـ CWP2 في التكيس المبكر غير معروف (2Luján H.D. Mowatt M.R. Nash T.E. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1997; 61: 294-304 Crossref PubMed Scopus (129) Google Scholar, 3Luján HD Marotta A. Mowatt M.R. Sciaky N. Nash Lippincott - Schwartz J.T.E. J. Biol. Chem. 1995; 270: 4612-4618 Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (140) Google Scholar, 7Luján H. D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). بعد التركيب في الشبكة الإندوبلازمية (ER)، يتم نقل CWPs إلى السطح الخارجي للخلية داخل ESVs. ESVs هي حبيبات كبيرة، غير منتظمة شكليًا، كثيفة الإلكترون تشكل من جديد، ووجودها هو أقرب تغيير شكلي لوحظ أثناء تكيس الجيارديا (الشكل 1) (4Faubert G. Reiner D.S. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1991; 72: 345-354 Crossref PubMed Scopus (48) Google Scholar, 11McCaffery J.M. Faubert G.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994; 79: 236-249 Crossref PubMed Scopus (64) Google Scholar, 12McCaffery J.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994 ؛ 79: 220-235 Crossref PubMed Scopus (76) الباحث العلمي من Google). في الخلايا من حقيقيات النوى الأعلى، تتركز البروتينات الإفرازية المنظمة في نواة كثيفة تنبثق، وتشكل حبيبة إفرازية غير ناضجة في الجزء الأخير من جهاز جولجي (13Bauerfeind R. Huttner W.B. Curr. الرأي. Cell Biol. 1993; 5: 628-635 Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 14Burgess T.L. Kelly R.B. Annu. Rev. Cell Biol. 1987; 3: 243-293 Crossref PubMed Scopus (751) Google Scholar, 15Tooze S.A. FEBS Lett. 1991 ؛ 285: 220-224 Crossref PubMed Scopus (65) الباحث العلمي من Google). يتكون جهاز جولجي من أغشية صهريجية مسطحة تشكل كومة ويتم الحفاظ عليها بشكل ملحوظ طوال تطور حقيقيات النواة (16 غريفيث جي سيمونز ك. ساينس. 1986 ؛ 234: 438-443 Crossref PubMed Scopus (764) الباحث العلمي من Google )؛ ومع ذلك، فإن مجمع Golgi النموذجي غير واضح في الجيارديا التروفوزويتية النباتية (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475 Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). تشير الدلائل إلى أن الجيارديا قد تمتلك عضيات(عضيات) تحدث فيها وظائف جولجي النموذجية، على الرغم من أنها لا تتمتع بمظهر يشبه الجلجي (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475 Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). توجد آليات تأسيسية ومنظمة لنقل البروتين في الجيارديا، مما يشير إلى وظائف جولجي، لأن عمليات الفرز والاختيار تحدث عمومًا في شبكة ترانس جولجي (TGN) (17Rothman J.E. Orci L. FASEB J. 1990 ؛ 4: 1460-1468 Crossref PubMed Scopus (109) Google Scholar). يحدث مسار إفراز الجيارديا التأسيسي عن طريق النقل المستمر للبروتين السطحي الخاص بالمتغير (VSP) إلى غشاء البلازما والإطلاق خارج الخلية. بالإضافة إلى ذلك، فإن فرز الإنزيم المائي إلى الحويصلات الطرفية الشبيهة بالليزوزوم هو أيضًا أحد مكونات المسار التأسيسي (3Luján H.D. Marotta A. Mowatt M.R. Sciaky N. Nash Lippincott - Schwartz J.T.E. J. Biol. Chem. 1995; 270: 4612-4618 Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (140) Google Scholar, 11McCaffery J.M. Faubert G.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994 ؛ 79: 236-249 Crossref PubMed Scopus (64) Google Scholar، 18Touz M.C. Luján HD Hayes S.F. Nash T.E.J. Biol. Chem. 2003; 278: 6420-6426 Abstract full text full text PDF PubMed Scopus (46) Google Scholar). ومع ذلك، فإن معرفة المسار الإفرازي المنظم الناجم عن تكيس الجيارديا محدودة ومثيرة للجدل (19Hehl A.B. Marti M. Mol. Microbiol. 2004 ؛ 53: 19-28 Crossref PubMed Scopus (62) Google Scholar، 20Luján HD Touz M.C. Cell. Microbiol. 2003 ؛ 5: 427-434 Crossref PubMed Scopus (43) الباحث العلمي من Google). تشير الدراسات المجهرية المناعية الإلكترونية إلى أن CWPs المركبة تتركز داخل صهاريج مسطحة. تزداد هذه الصهاريج في الحجم، وتشكل صهاريج كبيرة (>قطر 1 ميكرومتر) مرتبطة بالغشاء (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313 ملخص النص الكامل PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar, 12Mcaffery J.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994; 79: 220-235 Crossref PubMed Scopus (76) Google Scholar, 21Reiner D.S. McCaffery J.M. Gillin F.D. Eur. J. Cell Biol. 1990; 53: 142-153PubMed Google Scholar). تحليلات هيكلية مفصلة للخلايا المتكيسة (22Lanfredi - Rangel A. Attias M. Reiner D.S. Gillin F.D. De Souza W. J. Struct. بيول. 2003 ؛ 143: 153-163 كروسريف بوب ميد سكوبس (39) الباحث العلمي من جوجل) ووجود BiP، مرافق مقيم في ER، في هذه العضيات (23Luján HD Mowatt M.R. Conrad Nash J. T.T.E. Biol. الخلية. 1996 ؛ 86: 11-18 بوب ميد الباحث العلمي من جوجل، 24 ستيفانيك س. بالم د. سفارد س. ج. هيهل أ. ب. ج. بيول. Chem. 2006; 281: 7595-7604 Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (52) Google Scholar) تشير إلى أن ESVs تنشأ من صهاريج ER المعدلة. ما إذا كانت هذه الحبيبات الإفرازية المحددة تتشكل من غولجي غير مميز أو من خلال التكثيف داخل غرفة الطوارئ غير واضح (20Luján HD Touz M.C. Cell. Microbiol. 2003; 5: 427-434 Crossref PubMed Scopus (43) Google Scholar, 22Lanfredi - Rangel A. Attias M. Reiner D.S. Gillin F.D. De Souza W. J. Struct. بيول. 2003 ؛ 143: 153-163 Crossref PubMed Scopus (39) الباحث العلمي من Google). في السابق، نحن (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995; 15: 955-963 Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H. D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313 Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar) and others (12McCaffery J.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994; 79: 220-235 Crossref PubMed Scopus (76) Google Scholar, 22Lanfredi - Rangel A. Attias M. Reiner D.S. Gillin F.D. De Souza W. J. Struct. بيول. 2003 ؛ 143: 153-163 لاحظ كروسريف بوب ميد سكوبس (39) الباحث العلمي من جوجل) أن CWPs تتجمع داخل الشقوق المرتبطة بالغشاء. يبدو أن هذه المجاميع تنمو عن طريق الإضافة المباشرة لـ CWPs التي تم تصنيعها حديثًا، مما يشكل ESVs كبيرة، مما يشير إلى أن تراكم CWP هو عامل مهم لتكوين الحبيبات. أثناء التكيس، يلغي تثبيط تركيب CWP تكوين ESV (25Touz M.C. Nores M.J. Slavin I. Piacenza L. Acosta D. Carmona C. Luján H.D. Biochem. J. 2002 ؛ 364: 703-710 Crossref PubMed Scopus (21) الباحث العلمي من Google). علاوة على ذلك، يشير منع نقل CWP في درجات حرارة منخفضة إلى أن تكوين ESV يعتمد على تصدير CWP من ER (26Marti M. Li Y. Schraner E.M. Wild P. Kohler P. Hehl A.B. Mol. Biol. Cell. 2003; 14: 1433-1447 Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar). افترضنا أن تكوين ESV هو نتيجة مباشرة لتوليف CWP (20Luján HD Touz M.C. Cell. Microbiol. 2003 ؛ 5: 427-434 Crossref PubMed Scopus (43) الباحث العلمي من Google). لقد درسنا الأساس الجزيئي لتكوين الحبيبات الإفرازية من خلال فحص دور CWPs و CWP chimeras في التكوين الحيوي ESV في الجيارديا. تشير نتائجنا إلى أن تكوين الحبيبات الإفرازية يتطلب تفاعلات معقدة بين مكونات الحبيبات (التجميع/التكثيف) ومستقبلات الغشاء الحبيبي (الفرز)، والتي تنطوي على آليات سلبية ونشطة. بناء ناقلات التعبير - بالنسبة لتعبير CWP في الجيارديا، تم تضخيم الجينات المقابلة باستخدام مواد أولية حسية تحتوي على مواقع NcoI أو ApaI ومواد أولية مضادة للحس تحتوي على مواقع EcoRV أو SmaI. تم تنقية المنتجات وهضمها واستنساخها في ناقل pTubH7HApac كما ورد سابقًا (18Touz M.C. Luján H.D. Hayes S.F. Nash T.E.J. Biol. Chem. 2003; 278: 6420-6426 Abstract full text full text PDF PubMed Scopus (46) Google Scholar). الاستراتيجية و Oligonucleotides المستخدمة لبناء متغيرات CWP مختلفة - للتعبير بشكل أساسي عن cwp1 و cwp2 و cwp3 و cwp2 دون التمديد الأساسي (cwp2 (- TCWP2))، تم تضخيم جميع الشظايا PCR من الحمض النووي الجيني بالمعنى (المعاني) التالية و antisense (as) oligonucleotides واستنساخها في ناقل pTubHApac: CWP1s، 5 '- CCA CCA TG TGA TGC TGC CTC TT - TT -3 '؛ CWP1as، 5'- GTT GAT ATC AGG CG GG GAG GTAG G -3 '؛ CWP2S، 5'- CCA TG TCG CAG CTC TTC - TTC - 3 '؛ CWP2AS، 5'- AGA GATTTC ATC TCT GACG GAT - 3 '؛ CWP3S، 5'- CCA TG TTC TTC TTC TTC - GTC GTC - 3 '؛ CWP - GTAG - GTAG - GTAG - GTAG - GTAG - GTAG - GTAG - GTAG - GTAG - GTAG - GTAG - GTAG - GTAG - GTAG - GTAG - GTAG - GTAG - GTAG - GTAG - GTAT - GTAT - GTAT - GTAT - GTAG - GTAT - GTAGT - GTAT - GTAT - GTAT - GTAT - للتعبير بشكل أساسي عن التمديد الأساسي لـ CWP2 (TCWP2)، تمت إضافة ببتيد الإشارة لـ CWP2 أمام TCWP2. لهذا الغرض، تم تضخيم الشظية المقابلة للتمديد الأساسي بدهان تمهيدي يحتوي على موقع XhoI (TAILs، 5'-ACT CTC GAG AGA GAT GGA TGC ACG -3 ') ودهان تمهيدي مضاد للإحساس CWP2as. تم تضخيم الشظية المقابلة لببتيد الإشارة باستخدام CWP2s التمهيدي الحسي وأوليجو نوكليوتيد مضاد للحساسية يحتوي على موقع XhoI (SPAS، 5′- ATT CTC GAG AGC GGC GGC AGC A -3′). تم تنقية الشظيتين، وهضمهما باستخدام XhoI، ثم ربطهما. تمت إعادة تضخيم المنتج المربوط باستخدام المواد التمهيدية CWP2s و CWP2as واستنساخه في ناقل pTubHApac. تم إنشاء كايميرا cwp1 (+ TCWP2) -هيماجلوتينين (HA) بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل. تم تضخيم cwp1 باستخدام CWP1s التمهيدي وأوليجو نوكليوتيد مضاد للحساسية مع منطقة 5′ مكملة لبداية التمديد الأساسي cwp2 (MIX1، 5′-CTT TCG TCC CGA CGC ATT GCG AGG CGG GAG GCA GTA C -3′). تم تضخيم الذيل الأساسي (T - HA) باستخدام أوليجو نوكليوتيد حسي مع منطقة 5بوصة مكملة لنهاية cwp1 (MIX2، 5بوصة - GTA CTG CCT CAC CCC GCC TCG CA ATG CGT CGG GAC GAA AG -3′) و CWP2as التمهيدي المضاد للإحساس. تم تنقية الشظيتين cwp1 (726 bp) و TCWP2 (363 bp) وتهجينهما بواسطة جولة تهجين تشويه (95 درجة مئوية لمدة دقيقتين، 65 درجة مئوية لمدة دقيقة واحدة، و 73 درجة مئوية لمدة 10 دقائق). تمت إعادة تضخيم المنتج بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل باستخدام المواد التمهيدية CWP1s و CWP2as واستنساخها في ناقل pTubH7HApac. تم تضخيم الاستراتيجية والأوليغونوكليوتيدات التمهيدية المستخدمة لبناء مختلف VSPH7 Chimeras - vspH7 بدون مجالها عبر الغشاء (vspH7 (- TM)HA) من الحمض النووي الجيني بالمعنى (المعاني) التالية ومضادات الإحساس (مثل) أوليغونوكليوتيدات ثم استنساخها إلى pTubH7HApac: VSPH7 - TMs، 5′- ATC GGG CCC ATG TT CTA TTA ATT AAT TG -3 ′؛ و VSPH7 - TMas، 5′- AGC GAT ATC GGA GAG GGGG GCC AC -3′. تم إنشاء كيميرا vspH7 التي أضيف إليها الامتداد الأساسي لـ cwp2، vspH7 (- TM +TCWP2 )-Ha، بواسطة PCR باستخدام مجموعة الطفرات الموجهة إلى الموقع QuikChange (Stratagene) باتباع البروتوكول الذي وصفه Geiser et al. (27 غايزر م. سيبي ر. درويلو د. شميتز ر. التقنيات الحيوية. 2001 ؛ 31: 88-90 Crossref PubMed Scopus (212) Google Scholar). باختصار، تم تعديل vspH7 المستنسخة في pTubH7HApac لبناء الكميرا باستخدام مواد أولية لها تسلسلات مكملة لـ vspH7، إلى الامتداد الأساسي لـ cwp2، وإلى المتجه. كان للأوليجو نوكليوتيد المضاد للحساسية المستخدم منطقة 5'مكملة للناقل ومنطقة 3' مكملة لنهاية cwp2 (TAILas، 5'- CAG GCA CAT TCA TAT GGA TAG ATA TCC CTG CTG ACA ATA GGC TTG TTC -3 '). كان لدى أوليجو نوكليوتيد الإحساس منطقة 5'مكملة للمنطقة محل الاهتمام من vspH7 ومنطقة 3' مكملة لبداية التمديد الأساسي cwp2 (VSPH7 - TM +Ts، 5'- CGG CGA TAG TGG CCC CAA CCT CCT CGA GAG ATG GAT GCA CGT AC -3'). تم التحقق من جميع التركيبات عن طريق التسلسل. مستنسخ الجيارديا WB/1267 trophozoites (28Nash TE Aggarwal A. Adam RD Conrad JT Merritt JWJ Immunol. 1988 ؛ 141: 636-641 الباحث العلمي في Google PubMed) تم تربيتها وتحريضها على التكيس كما هو موضح سابقًا (18Touz M.C. Luján H.D. Hayes S.F. Nash T.E.J. Biol. Chem. 2003; 278: 6420-6426 Abstract full text full text PDF PubMed Scopus (46) Google Scholar). تم نقل التروفوزويت مع التركيبات عن طريق التأليف الكهربائي واختيارها مع بوروميسين كما هو موضح (18Touz M.C. Luján H.D. Hayes S.F. Nash T.E.J. Biol. Chem. 2003; 278: 6420-6426 Abstract full text full text PDF PubMed Scopus (46) Google Scholar). بعد انتقال العدوى، تم اختيار الحيوانات المستنسخة ذات التعبير المنخفض من خلال تحليلات الكتلة المناعية والفلورة المناعية. للتعبير المشترك العابر، تم نقل عدوى التروفوزويت مع كل من البلازميدات بنفس التركيز (10 ميكروغرام) وتم اختيارها مع بوروميسين، وتم تحليل المستنسخات مع الأجسام المضادة وحيدة النسيلة المضادة لـ CWP1 و CWP2 المقابلة (mAbs). تحليل التألق المناعي لجيارديا تروفوزويت - تم حصاد الخلايا المستزرعة في النمو أو ما قبل التكيس أو وسط التكيس ومعالجتها كما هو موضح سابقًا (7Luján HD Mowatt M.R. Conrad JT Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). تم تثبيت الخلايا بنسبة 4 ٪ من بارافورمالدهيد وتخللها لمدة ساعة واحدة في درجة حرارة الغرفة في محلول ملحي مخزن للفوسفات، و 0.1 ٪ من ترايتون X -100، و 10 ٪ من مصل الماعز الطبيعي. ثم تم تحضين الخلايا بالأجسام المضادة المخففة في محلول ملحي مخزن للفوسفات، 0.1 ٪ ترايتون X -100، و 3 ٪ مصل الماعز. بالنسبة للتلطيخ غير المباشر، تم تحضين الشرائح باستخدام MABS المحدد (التخفيف النهائي بنسبة 1:200) أو MAB المضاد لـ HA (التخفيف النهائي بنسبة 1:1000 ؛ Sigma) لمدة ساعة واحدة عند 37 درجة مئوية، متبوعًا بجسم مضاد ثانوي مضاد للفأر مسمى بـ fluorescein isothiocyanate (FITC) أو rhodamine (التخفيف النهائي بنسبة 1:250 ؛ ICN Biomedicals) لـ 1 hat37 درجة مئوية. بالنسبة للتلطيخ المزدوج المباشر، تم استخدام MAB المضاد لـ HA المقترن بـ FITC (التخفيف النهائي 1:500) للكشف عن البروتينات المعدلة وراثيًا ؛ تم تسمية MAB 9C9 مباشرة بـ Texas Red (Zenon One، المجسات الجزيئية) للكشف عن GRP78/BiP ؛ وتم تصنيف MABS 5-3 C و 7 D2 مباشرة بـ Texas Red أو FITC (Zenon One) للكشف عن CWP1 و CWP2 الداخلي. تم تصور النوى مع 4′، 6 -دياميدينو-2 -فينيليندول (DAPI). لم تتضمن الضوابط أي أجسام مضادة أولية وخلايا غير مصابة. تم جمع الصور متحدة البؤرة باستخدام مجهر زايس LSM5 باسكال للمسح بالليزر متحد البؤرة المزود بليزر الأرجون/الهيليوم/النيون و ×100 (الفتحة العددية = 1.4) هدف غمر الزيت (ZEISS Plan - Apochromat). تم أخذ أقسام متحدة البؤرة تبلغ 0.3 ميكرومتر بالتوازي مع الغطاء (أقسام z). تم الحصول على الصور باستخدام كاميرا جهاز ZEISS مقترنة بالشحن ومعالجتها باستخدام برنامج LSM و Adobe Photoshop. تم إجراء فحوصات البقعة المناعية والإفراز - SDS - PAGE لإجمالي بروتينات G. lamblia تحت ظروف مختزلة أو غير مختزلة كما هو مذكور سابقًا (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). بالنسبة للتحليل المقارن للبقع الغربية بين CWPs المختلفة و CWP chimeras، تم تحميل خمسة أضعاف البروتين من trophozoites المعدلة وراثيًا (100 ميكروغرام بدلاً من 20 ميكروغرام) على الهلام بسبب انخفاض مستوى التعبير عن البنيات التي يعبر عنها ناقل pTubHApac مقارنة بتعبير CWP أثناء التكيس. بالنسبة للإفراز، تمت زراعة الخلايا المصابة في وسط النمو لمدة 24 ساعة. تم جمع الوسط المستنبت وطرده مركزيًا عند 800 × جم لمدة 10 دقائق للقضاء على الجيارديا الغذائية. تم تحضين الوسط الذي تم جمعه بحمض ثلاثي كلورو أسيتيك (تركيز نهائي بنسبة 10 ٪) لمدة ساعة واحدة عند 4 درجات مئوية. تم طرد رواسب حمض ثلاثي كلورو أسيتيك مركزيًا، وتم غسل الكريات الناتجة باستخدام الإيثانول المثلج البارد، وتجفيفها، وإعادة تعليقها في 30 ميكرولتر من محلول العينة مع 2 - ميركابتو إيثانول، وغليها لمدة 5 دقائق. تم تحليل العينات عن طريق النشاف الغربي باستخدام مضاد HA MAB. المجهر الإلكتروني - تم تثبيت الثقافات في الموقع للحفاظ على تنظيم الخلية عند تثبيتها بجدار قارورة الاستنبات. بعد 30 دقيقة في المثبت (2.5 ٪ غلوتارالدهيد في 0.1 متر صوديوم كاكوديليت عازلة، درجة الحموضة 7.0)، تم كشط جدار القارورة بخفة لفصل التروفوزويت. تم طرد المعلق الناتج عند 500 × جم، وتم وضع الكرية في مثبت جديد. تم إجراء التثبيت لمدة ساعتين، تليها التثبيت اللاحق في 1 ٪ OsO4 مع إضافة 1.25 ٪ من فيروسيانيد البوتاسيوم لمدة 1-2 ساعة. أثناء الجفاف، تم تلطيخ الخلايا مسبقًا بنسبة 1 ٪ من أسيتات اليورانيل في 70 ٪ من الإيثانول لمدة ساعتين. كانت الكريات مدمجة في الأرالديت، وتم قطع المقاطع في ميكروتوم الفائق من بوتر بلوم. تم استخدام أقسام تسلسلية رقيقة ولون تداخل فضي (سمك 60 نانومتر). تم استخدام شبكات كاملة مفردة (بيضاوية، 2 × 1 مم ؛ بيلكو إنترناشيونال) لجمع مقاطع من 20 مقطعًا من سلسلة من 100-120 مقطعًا رفيعًا. تم تلطيخ المقاطع أولاً بأسيتات اليورانيل المشبعة في الماء ثم بسترات الرصاص. تم فحص المقاطع في Siemens Elmiskop بمكبرات معيارية مع شبكات حيود. الذيل الأساسي CWP2 ضروري للتكوين الحيوي للحبيبات الإفرازية - لتحليل مشاركة CWP في التكوين الحيوي ESV، إصدارات مختلفة موسومة من CWPs (الشكل. 2 أ) تم التعبير عنها بشكل أساسي في التروفوزويتات غير المتكيسة (الشكل 2B). استخدمنا علامة حاتمة C - terminal HA لأن CWPs لديها ببتيد إشارة N - terminal تتم معالجته أثناء الاتجار بها من خلال المسار الإفرازي (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995; 15: 955-963 Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H. D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). بعد انتقال العدوى، قمنا بتحليل تعبير البروتين عن طريق النشاف الغربي والمجهر المناعي باستخدام إما مضاد للهيموجلوبين أو مضاد للـ CWP MAB. كان مستوى تعبير CWP chimera دائمًا أقل من مستوى تعبير CWP الداخلي أثناء التكيس (أقل بخمسة أضعاف مقارنةً بتعبير CWP في الخلايا المغلفة من النوع البري) (البيانات غير معروضة). كان توطين CWP الموسوم بعلامة HA أثناء التكيس مشابهًا لتوطين CWPs الأصلي (انظر أدناه)، مما يشير إلى أن علامة HA لم تؤثر على توطين الخلايا الفرعية. أظهرت فحوصات التألق المناعي باستخدام MAB المضاد لـ HA مع CWP1 و CWP3 الموسومين بشكل أساسي HA أن كلا البروتينين المتمركزين في ER في التروفوزويت غير الكيسي (الشكل 2B)، على النحو الذي يحدده موقعها المشترك مع المرافق المقيم في غرفة الطوارئ BiP (23Luján H. D. Mowatt M.R. Conrad Nash J. T.T.E. Biol. الخلية. 1996 ؛ 86: 11-18 PubMed الباحث العلمي من Google). عندما تم إجراء نفس الفحص باستخدام CWP2 الموسومة بـ HA، لوحظ تكوين حويصلات كبيرة ذات خصائص مماثلة لخصائص ESVs الأصلية (الشكل 2 ب). مثل ESVs في المغذيات المتكيسة، احتوت هذه الحويصلات على BiP (الشكل 2B). يختلف CWP2 عن CWP1 و CWP3 من خلال وجود تمديد أساسي 13 كيلو دالتون في الطرف C (7Luján HD Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). لقد حذفنا الذيل الأساسي CWP2 (TCWP2) لفحص دوره في التكوين الحيوي لـ ESV. HA - tagged CWP2 without the basic extension (CWP2 (- TCWP2 )- HA) and CWP1 containing the CWP2 extension at its C terminus (CWP1 (+TCWP2 )- HA) were expressed in trophozoites (الشكل. 2 أ). أظهرت فحوصات التألق المناعي التي أجريت على الخلايا غير المتكيسة أن CWP2 ناقص الامتداد الأساسي الموضعي في شبكة سيتوبلازمية تشبه ER، وهو نمط مشابه لنمط CWP1 - HA و CWP3 - HA و BiP (الشكل 2B). كان تكوين الحويصلات الشبيهة بـ ESV في الخلايا التي تعبر عن CWP1 (+TCWP2)- HA مشابهًا لتلك التي لوحظت في التروفوزويتات غير المتكيسة مع CWP2 - HA (الشكل 2B)orin encysting trophozoites with wild - type CWP2 (7Luján H. D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). كما تزامنت هذه الحويصلات مع BiP (الشكل 2B). أكدنا التوطين المذكور أعلاه مع mAbs إضافية تكشف عن الحالات المطابقة لـ CWP. تشير هذه البيانات إلى أن البروتينات الخارجية تخضع للطي الطبيعي (الشكل التكميلي. 1). تلطيخ سلبي في مركبات التروفوزويت غير المتكيسة بـ MAB ضد البروتين الخاص بالحبيبات، وهو بروتين مرتبط بالكالسيوم خاص بـ ESV يتم تحريضه أثناء التكيس (29Touz M.C. Gottig N. Nash T.E. Luján H.D. J. Biol. Chem. 2002; 277: 50557-50563 أكد ملخص النص الكامل PDF PubMed Scopus (29) Google Scholar)، أن هذه الخلايا لم تكن مغلفة (البيانات غير معروضة). في الخلايا المغلفة، تم فرز بنيات CWP1 و CWP3 الموسومة بعلامة HA إلى حبيبات إفرازية وتم توطينها بشكل مشترك مع CWPs الذاتية (الشكل 3A)، مما يشير إلى أن CWP2 الأصلي يعيد توجيه CWP1 و CWP3 من المسار التأسيسي إلى المسار المنظم. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء فحوصات التألق المناعي باستخدام MAB المضاد لـ HA للتأكد من أن هذه الحبيبات الشبيهة بـ ESV تتصرف مثل ESVs الأصلية. أظهرت هذه التجارب أن CWP1 - HA و CWP3 -HA و CWP2 (-TCWP2)- تم دمجها في جدار الكيس على غرار CWPs الأصلي (الشكل 3 ب). لم يتم اكتشاف CWP2 - HA و CWP1 (+ TCWP2)- HA في جدران الكيس باستخدام MAB المضاد لـ HA، بما يتفق مع النتائج السابقة التي تظهر أن هذا الامتداد الأساسي مشقوق من CWP2 بواسطة بروتياز سيستين خاص بالتكيس قبل تجميع جدار الكيس (30Touz M.C. Nores M.J. Slavin I. Carmona C. Conrad J.T. Mowatt M.R. Nash T.E. Coronel C.E. Luján H.D. J Biol. كيم. 2002 ؛ 277: 8474-8481 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (85) الباحث العلمي من Google). بالإضافة إلى ذلك، كانت الخراجات المتولدة في المختبر من الخلايا المصابة متطابقة في الشكل مع تلك التي تم الحصول عليها من الكائنات الحية غير المصابة (الشكلان 1 و 3 ب) وكانت مقاومة للصدمة ناقصة التناضح (البيانات غير موضحة)، مما يشير إلى أن علامة HA في CWPs لا تتداخل مع تكوين جدار الكيس. كما قمنا بفحص تعبير CWP عن طريق التكتل المناعي لمستخلصات البروتين المخفضة وغير المخفضة التي تم الحصول عليها من الجيارديات التروفيوزويتية المتكيسة وغير المتكيسة (الشكل 4). عند استخراج مستخلصات من الخلايا التي تعبر عن CWP1 - HA (الشكل 4A)، CWP3 - HA (الشكل 4B)، و CW

Translated Description (French)

Le protozoaire parasite Giardia lamblia subit des changements importants pour survivre en dehors de l'intestin de son hôte en se différenciant en kystes infectieux. Pendant l'encystation, trois protéines de la paroi du kyste (PCP) sont spécifiquement exprimées et concentrées dans les vésicules sécrétoires spécifiques de l'encystation (VSE). Les ESV sont des granules sécrétoires denses aux électrons qui transportent les CWP avant l'exocytose et la polymérisation extracellulaire dans une paroi de kyste rigide. Étant donné que des granules sécrétoires se forment au niveau du trans-Golgi chez les eucaryotes supérieurs et que Giardia n'a pas d'appareil de Golgi identifiable, le but de ce travail était d'étudier la base moléculaire de la formation de granules sécrétoires chez Giardia en examinant le rôle des CWPs dans ce processus. Bien que les NI1, NI2 et NI3 soient structurellement similaires dans leur région de chevauchement riche en leucine de 26 kDa, la NI2 se distingue par la présence d'une extension de base C-terminale de 13 kDa. Dans les trophozoïtes non urgents, l'expression de différentes chimères CWP a montré que l'extension de base CWP2 est nécessaire pour la biogenèse des ESV, qui se produit dans un compartiment dérivé du réticulum endoplasmique. Néanmoins, l'extension de base CWP2 en soi est insuffisante pour déclencher la formation d'ESV, ce qui indique que d'autres domaines dans CWPs sont également nécessaires. Nous avons constaté que CWP2 est un régulateur clé de la formation d'ESV en agissant comme un facteur d'agrégation pour CWP1 et CWP3 par le biais d'interactions médiées par sa région conservée. CWP2 agit également comme un ligand pour le tri via son extension de base C-terminale. Ces résultats montrent que la biogenèse des granules nécessite des interactions complexes entre les composants des granules et les récepteurs membranaires. Le protozoaire parasite Giardia lamblia subit des changements importants pour survivre en dehors de l'intestin de son hôte en se différenciant en kystes infectieux. Pendant l'encystation, trois protéines de la paroi du kyste (PCP) sont spécifiquement exprimées et concentrées dans les vésicules sécrétoires spécifiques de l'encystation (VSE). Les ESV sont des granules sécrétoires denses aux électrons qui transportent les CWP avant l'exocytose et la polymérisation extracellulaire dans une paroi de kyste rigide. Étant donné que des granules sécrétoires se forment au niveau du trans-Golgi chez les eucaryotes supérieurs et que Giardia n'a pas d'appareil de Golgi identifiable, le but de ce travail était d'étudier la base moléculaire de la formation de granules sécrétoires chez Giardia en examinant le rôle des CWPs dans ce processus. Bien que les NI1, NI2 et NI3 soient structurellement similaires dans leur région de chevauchement riche en leucine de 26 kDa, la NI2 se distingue par la présence d'une extension de base C-terminale de 13 kDa. Dans les trophozoïtes non urgents, l'expression de différentes chimères CWP a montré que l'extension de base CWP2 est nécessaire pour la biogenèse des ESV, qui se produit dans un compartiment dérivé du réticulum endoplasmique. Néanmoins, l'extension de base CWP2 en soi est insuffisante pour déclencher la formation d'ESV, ce qui indique que d'autres domaines dans CWPs sont également nécessaires. Nous avons constaté que CWP2 est un régulateur clé de la formation d'ESV en agissant comme un facteur d'agrégation pour CWP1 et CWP3 par le biais d'interactions médiées par sa région conservée. CWP2 agit également comme un ligand pour le tri via son extension de base C-terminale. Ces résultats montrent que la biogenèse des granules nécessite des interactions complexes entre les composants des granules et les récepteurs membranaires. Giardia lamblia, un protozoaire parasite de l'homme et d'autres vertébrés, est une source majeure de maladies d'origine hydrique dans le monde entier. Les signes cliniques de la giardiase varient d'une infection asymptomatique à une maladie aiguë ou chronique associée à la diarrhée et à la malabsorption. Giardia présente également un intérêt biologique car elle dérive de l'une des premières branches de la lignée eucaryote (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001 ; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). Giardia subit d'importants changements biologiques pour survivre dans des environnements hostiles, alternant entre le trophozoïte mobile et le kyste résistant à l'environnement (voir Fig. 1) (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001 ; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar, 2Luján H.D. Mowatt M.R. Nash T.E. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1997 ; 61: 294-304Crossref PubMed Scopus (129) Google Scholar). Les trophozoïtes habitent le haut de l'intestin grêle et sont responsables des symptômes de la maladie, tandis que les kystes se développent dans le bas intestin et sont excrétés avec les selles. Cela permet la survie de Giardia en dehors de l'intestin et la transmission parmi les hôtes sensibles (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001 ; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). Le processus d'enkystement comprend la synthèse des composants de la paroi du kyste et la biogenèse des organites sécrétoires. Vésicules sécrétoires spécifiques des encystations (VSE) 2Les abréviations utilisées sont : VSE, vésicules sécrétoires spécifiques des encystations ; CWP, protéines de la paroi des kystes ; ER, réticulum endoplasmique ; TGN, réseau trans-Golgi ; VSP, protéine de surface spécifique des variants ; HA, hémagglutinine ; TM, domaine transmembranaire ; mAbs, anticorps monoclonaux ; FITC, isothiocyanate de fluorescéine ; DAPI, 4′,6-diamidino-2-phénylindole. (3Luján H.D. Marotta A. Mowatt M.R. Sciaky N. Nash Lippincott-Schwartz J.T.E. J. Biol. Chem. 1995 ; 270: 4612-4618Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (140) Google Scholar, 4Faubert G. Reiner D.S. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1991 ; 72: 345-354Crossref PubMed Scopus (48) Google Scholar, 5Gillin F.D. Reiner D.S. McCaffery J.M. Parasitol. Today. 1991 ; 7: 113-116Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (19) Google Scholar), absents dans les trophozoïtes non-encysting, sont nécessaires pour transporter les composants de sécrétion de la paroi du kyste, conduisant à l'assemblage de la paroi extracellulaire du kyste (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001 ; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). Nous avons précédemment caractérisé deux protéines de paroi de kyste de Giardia (CWPs) : CWP1 et CWP2 (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995 ; 15: 955-963Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995 ; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). Une recherche récente dans la Giardia Genome Database a identifié une nouvelle protéine de paroi de kyste, CWP3 (8Sun C.H. McCaffery J.M. Reiner D.S. Gillin F.D. J. Biol. Chem. 2003 ; 278: 21701-21708Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (92) Google Scholar). L'expression des NI1, NI2 et NI3 augmente après l'exposition des trophozoïtes au stimulus de l'encystation (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995 ; 15: 955-963Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995 ; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar, 8Sun C.H. McCaffery J.M. Reiner D.S. Gillin F.D. J. Biol. Chem. 2003 ; 278: 21701-21708Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (92) Google Scholar). CWP1, CWP2 et CWP3 sont des protéines acides de 26, 39 et 27 kDa, respectivement. Un peptide signal N-terminal hydrophobe les cible vers la voie sécrétoire (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995 ; 15: 955-963Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995 ; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar, 8Sun C.H. McCaffery J.M. Reiner D.S. Gillin F.D. J. Biol. Chem. 2003 ; 278: 21701-21708Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (92) Google Scholar, 9Hehl A.B. Marti M. Kohler P. Mol. Biol. Cell. 2000 ; 11: 1789-1800Crossref PubMed Scopus (85) Google Scholar). La région centrale des NI1 et NI2 se compose de cinq répétitions en tandem riches en leucine, tandis que la NI3 a quatre répétitions complètes et une répétition incomplète riche en leucine (8Sun C.H. McCaffery J.M. Reiner D.S. Gillin F.D. J. Biol. Chem. 2003 ; 278: 21701-21708Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (92) Google Scholar). Les motifs répétés riches en leucine dans les protéines procaryotes et eucaryotes ont des fonctions et des localisations cellulaires diverses, mais sont toujours impliqués dans les interactions protéine/protéine (10Kobe B. Kajava A.V. Curr. Opin. Struct. Biol. 2001 ; 11: 725-732Crossref PubMed Scopus (1289) Google Scholar). La terminaison C des CWPs possède un domaine riche en cystéine impliqué dans la formation d'oligomères liés au disulfure (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995 ; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). Bien que les CWP soient étroitement liés les uns aux autres, le NI2 se distingue du NI1 et du NI3 par la présence d'une extension C-terminale de 121 résidus de base. Dans la NI2, cette région C-terminale est présente dans les VSE, mais elle est clivée par protéolyse avant l'assemblage de la paroi du kyste. Le rôle de traitement C-terminal de CWP2 dans l'encystation précoce est inconnu (2Luján H.D. Mowatt M.R. Nash T.E. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1997 ; 61: 294-304Crossref PubMed Scopus (129) Google Scholar, 3Luján H.D. Marotta A. Mowatt M.R. Sciaky N. Nash Lippincott-Schwartz J.T.E. J. Biol. Chem. 1995 ; 270: 4612-4618Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (140) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995 ; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). Après synthèse dans le réticulum endoplasmique (RE), les CWP sont transportées à l'extérieur de la cellule dans les ESV. Les ESV sont de gros granules morphologiquement irréguliers et denses en électrons qui se forment de novo, et leur présence est le premier changement morphologique observé pendant l'encystation de Giardia (Fig. 1) (4Faubert G. Reiner D.S. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1991 ; 72: 345-354Crossref PubMed Scopus (48) Google Scholar, 11McCaffery J.M. Faubert G.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994 ; 79: 236-249Crossref PubMed Scopus (64) Google Scholar, 12McCaffery J.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994 ; 79: 220-235Crossref PubMed Scopus (76) Google Scholar). Dans les cellules d'eucaryotes supérieurs, les protéines sécrétoires régulées se concentrent dans un noyau dense qui bourgeonne, formant un granule sécrétoire immature dans la dernière partie de l'appareil de Golgi (13Bauerfeind R. Huttner W.B. Curr. Opin. Cell Biol. 1993 ; 5: 628-635Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 14Burgess T.L. Kelly R.B. Annu. Rev. Cell Biol. 1987 ; 3: 243-293Crossref PubMed Scopus (751) Google Scholar, 15Tooze S.A. FEBS Lett. 1991 ; 285: 220-224Crossref PubMed Scopus (65) Google Scholar). L'appareil de Golgi se compose de membranes cisternes aplaties formant un empilement et est remarquablement conservé tout au long de l'évolution eucaryote (16Griffiths G. Simons K. Science. 1986 ; 234: 438-443Crossref PubMed Scopus (764) Google Scholar) ; cependant, un complexe de Golgi typique n'est pas apparent dans les trophozoïtes végétatifs de Giardia (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001 ; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). Les preuves suggèrent que Giardia peut posséder des organites dans lesquels les fonctions de Golgi typiques ont lieu, même si elles n'ont pas une apparence de Golgi (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001 ; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). Des mécanismes constitutifs et régulés pour le transport des protéines existent chez Giardia, suggérant des fonctions de Golgi, car les processus de tri et de sélection se produisent généralement dans le réseau trans-Golgi (TGN) (17Rothman J.E. Orci L. FASEB J. 1990 ; 4: 1460-1468Crossref PubMed Scopus (109) Google Scholar). La voie de sécrétion constitutive de Giardia se produit par transport continu de la protéine de surface spécifique du variant (VSP) vers la membrane plasmique et libération extracellulaire. De plus, le tri enzymatique hydrolytique des vésicules périphériques de type lysosome est également une composante de la voie constitutive (3Luján H.D. Marotta A. Mowatt M.R. Sciaky N. Nash Lippincott-Schwartz J.T.E. J. Biol. Chem. 1995 ; 270: 4612-4618Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (140) Google Scholar, 11McCaffery J.M. Faubert G.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994 ; 79: 236-249Crossref PubMed Scopus (64) Google Scholar, 18Touz M.C. Luján H.D. Hayes S.F. Nash T.E. J. Biol. Chem. 2003 ; 278: 6420-6426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (46) Google Scholar). Néanmoins, la connaissance de la voie sécrétoire régulée induite pendant l'encystation de Giardia est limitée et controversée (19Hehl A.B. Marti M. Mol. Microbiol. 2004 ; 53: 19-28Crossref PubMed Scopus (62) Google Scholar, 20Luján H.D. Touz M.C. Cell. Microbiol. 2003 ; 5: 427-434Crossref PubMed Scopus (43) Google Scholar). Des études microscopiques immunoélectroniques indiquent que les CWP synthétisées sont concentrées dans des citernes aplaties. Ces citernes augmentent en taille, formant de grands ESV liés à la membrane (>1 µm de diamètre) (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995 ; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar, 12McCaffery J.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994 ; 79: 220-235Crossref PubMed Scopus (76) Google Scholar, 21Reiner D.S. McCaffery J.M. Gillin F.D. Eur. J. Cell Biol. 1990 ; 53: 142-153PubMed Google Scholar). Analyses structurelles détaillées des cellules enkystées (22Lanfredi-Rangel A. Attias M. Reiner D.S. Gillin F.D. De Souza W. J. Struct. Biol. 2003 ; 143: 153-163Crossref PubMed Scopus (39) Google Scholar) et la présence de BiP, un chaperon résident ER, dans ces organelles (23Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad Nash J.T.T.E. Biol. Cell. 1996 ; 86: 11-18PubMed Google Scholar, 24Stefanic S. Palm D. Svärd S.G. Hehl A.B. J. Biol. Chem. 2006 ; 281: 7595-7604Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (52) Google Scholar) suggèrent que les ESV proviennent de citernes ER modifiées. Il n'est pas clair si ces granules sécrétoires spécifiques se forment à partir d'un trans-Golgi non caractérisé ou par condensation dans le RE (20Luján H.D. Touz M.C. Cell. Microbiol. 2003 ; 5: 427-434Crossref PubMed Scopus (43) Google Scholar, 22Lanfredi-Rangel A. Attias M. Reiner D.S. Gillin F.D. De Souza W. J. Struct. Biol. 2003 ; 143: 153-163Crossref PubMed Scopus (39) Google Scholar). Auparavant, nous (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995 ; 15: 955-963Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995 ; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar) et autres (12McCaffery J.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994 ; 79: 220-235Crossref PubMed Scopus (76) Google Scholar, 22Lanfredi-Rangel A. Attias M. Reiner D.S. Gillin F.D. De Souza W. J. Struct. Biol. 2003 ; 143: 153-163Crossref PubMed Scopus (39) Google Scholar) a observé que les CWPs s'agrègent dans les fentes membranaires. Ces agrégats semblent croître par addition directe de CWP nouvellement synthétisés, formant de grands ESV, ce qui suggère que l'accumulation de CWP est un facteur important pour la formation de granules. Pendant l'encystation, l'inhibition de la synthèse du CWP abolit la formation d'ESV (25Touz M.C. Nores M.J. Slavin I. Piacenza L. Acosta D. Carmona C. Luján H.D. Biochem. J. 2002 ; 364: 703-710Crossref PubMed Scopus (21) Google Scholar). En outre, le blocage du transport des CWP à basse température indique que la formation d'ESV dépend de l'exportation des CWP depuis l'ER (26Marti M. Li Y. Schraner E.M. Wild P. Kohler P. Hehl A.B. Mol. Biol. Cell. 2003 ; 14: 1433-1447Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar). Nous avons émis l'hypothèse que la formation d'ESV est une conséquence directe de la synthèse de CWP (20Luján H.D. Touz M.C. Cell. Microbiol. 2003 ; 5: 427-434Crossref PubMed Scopus (43) Google Scholar). Nous avons étudié la base moléculaire de la formation de granules sécrétoires en examinant le rôle des CWPs et des chimères CWP dans la biogenèse des ESV chez Giardia. Nos résultats suggèrent que la formation de granules sécrétoires nécessite des interactions complexes entre les composants des granules (agrégation/condensation) et les récepteurs membranaires des granules (tri), impliquant à la fois des mécanismes passifs et actifs. Construction de vecteurs d'expression - Pour l'expression du CWP chez Giardia, les gènes correspondants ont été amplifiés avec des amorces sens contenant des sites NcoI ou ApaI et des amorces antisens contenant des sites EcoRV ou SmaI. Les produits ont été purifiés, digérés et clonés dans le vecteur pTubH7HApac comme indiqué précédemment (18Touz M.C. Luján H.D. Hayes S.F. Nash T.E. J. Biol. Chem. 2003 ; 278: 6420-6426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (46) Google Scholar). Strategy and Oligonucleotides Used to Construct Different CWP Variants-To constitutively express cwp1, cwp2, cwp3, and cwp2 without the basic extension (cwp2 (-TCWP2)), all fragments were PCR-amplified from genomic DNA with the following sense (s) and antisense (as) oligonucleotides and cloned into the pTubHApac vector : CWP1s, 5′-CCA CCA TGG TGA TGC TCG CTC TCC TT-3′ ; CWP1as, 5′ -GTT GAT ATC AGG CGG GGT GAG GCA G-3 ′ ; CWP2s, 5 ′ -CCA CCA TGG TCG CAG CCC TTG TTC-3 ′ ; CWP2as, 5 ′ -AGC GAT ATC CCT TCT GCG GAC AAT AGG-3 ′ ; CWP3s, 5 ′ -CCA CCA TGG TTT CTC TGC TTC TTC TCC TCC-3 ′ ; CWP3as, GTT AATTC GTA GTA GG GTA CGG CTGG-3 ′ ; CWP2-TS, CCA TG GTC GTC GTC TTC TTC TCC TCC TCC TCC TCCT TCC-3 ′ ; CWP3s, 5′ -GT GTA GTA GTA GTA GTA GTA GTA GTA GG GTA GG GTA GTC GG CTG GTC-3 ′. Pour exprimer de manière constitutive l'extension basique CWP2 (TCWP2), le peptide signal de CWP2 a été ajouté devant TCWP2. A cet effet, le fragment correspondant à l'extension basique a été amplifié avec une amorce sens contenant un site XhoI (TAILs, 5'-ACT CTC GAG AGA Gat GGA TGC ACG-3') et une amorce antisens CWP2as. Le fragment correspondant au peptide signal a été amplifié avec des amorces sens CWP2 et un oligonucléotide antisens contenant un site XhoI (Spas, 5'-ATT CTC GAG AGC GGC GCG AGC A-3'). Les deux fragments ont été purifiés, digérés par XhoI, puis ligaturés. Le produit ligaturé a été réamplifié à l'aide des amorces CWP2s et CWP2as et cloné dans le vecteur pTubHApac. La chimère cwp1(+TCWP2) -hémagglutinine (HA) a été générée par PCR. cwp1 a été amplifiée en utilisant des amorces CWP1 et un oligonucléotide antisens avec une région 5′ complémentaire au début de l'extension de base cwp2 (MIX1, 5′-CTT TCG TCC CGA CGC ATT GCG AGG CGG GGT GAG GCA GTA C-3′). La queue basique (T-HA) a été amplifiée en utilisant un oligonucléotide sens avec une région 5′ complémentaire de l'extrémité de cwp1 (MIX2, 5′-GTA CTG CCT CAC CCC GCC TCG CA ATG CGT CGG GAC GAA AG-3′) et une amorce antisens CWP2as. Les deux fragments cwp1 (726 pb) et TCWP2 (363 pb) ont été purifiés et hybridés par un cycle dénaturation-hybridation (95 °C pendant 2 min, 65 °C pendant 1 min et 73 °C pendant 10 min). Le produit a été réamplifié par PCR en utilisant les amorces CWP1 et CWP2as et cloné dans le vecteur pTubH7HApac. Strategy and Oligonucleotide Primers Used to Construct Different VSPH7 Chimeras-vspH7 without its transmembrane domain (vspH7 (-TM)HA) was PCR-amplified from genomic DNA with the following sense (s) and antisense (as) oligonucleotides and then cloned into pTubH7HApac : VSPH7-TMs, 5′-ATC GGG CCC ATG TTT CTA TTA ATT AAT TG-3′ ; and VSPH7-TMas, 5′-AGC Gat ATC GGA GAG GTT GGG GCC AC-3′. La chimère de vspH7 à laquelle l'extension de base de cwp2 a été ajoutée, vspH7 (-TM+TCWP2)-HA, a été générée par PCR en utilisant le kit de mutagenèse dirigée QuikChange (Stratagene) suivant le protocole décrit par Geiser et al. (27Geiser M. Cebe R. Drewello D. Schmitz R. BioTechniques. 2001 ; 31: 88-90Crossref PubMed Scopus (212) Google Scholar). Brièvement, vspH7 cloné dans pTubH7HApac a été modifié pour construire la chimère en utilisant des amorces qui ont des séquences complémentaires à vspH7, à l'extension de base de cwp2 et au vecteur. L'oligonucléotide antisens utilisé avait une région 5′ complémentaire du vecteur et une région 3′ complémentaire de l'extrémité de cwp2 (TAILas, 5′-CAG GCA CAT TCA tat GGA TAG ATA TCC CTT CTG CGG ACA ATA GGC TTG TTC-3′). L'oligonucléotide sens avait une région 5'complémentaire de la région d'intérêt de vspH7 et une région 3' complémentaire du début de l'extension basique cwp2 (VSPH7-TM+Ts, 5'-CGG CGA TAG TGG CCC CAA CCT CTC CCT CGA GAG ATG Gat GCA CGT AC-3'). Toutes les constructions ont été vérifiées par séquençage. Giardia Culture and Transfection—Clone WB/1267 trophozoites (28Nash T.E. Aggarwal A. Adam R.D. Conrad J.T. Merritt J.W. J. Immunol. 1988 ; 141: 636-641PubMed Google Scholar) ont été cultivés et induits à s'enkyster comme décrit précédemment (18Touz M.C. Luján H.D. Hayes S.F. Nash T.E. J. Biol. Chem. 2003 ; 278: 6420-6426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (46) Google Scholar). Les trophozoïtes ont été transfectés avec les constructions par électroporation et sélectionnés avec de la puromycine comme décrit (18Touz M.C. Luján H.D. Hayes S.F. Nash T.E. J. Biol. Chem. 2003 ; 278: 6420-6426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (46) Google Scholar). Après la transfection, des clones à faible expression ont été sélectionnés par immunoblot et immunofluorescence. Pour la coexpression transitoire, les trophozoïtes ont été transfectés avec les deux plasmides à la même concentration (10 μg) et sélectionnés avec de la puromycine, et les clones ont été analysés avec les anticorps monoclonaux (Acm) anti-CWP1 et anti-CWP2 correspondants. Giardia Trophozoite Immunofluorescence Analysis—Cells cultived in growth, pre-encystation, or enystation medium were harvested and processed as described previously (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995 ; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). Les cellules ont été fixées avec 4% de paraformaldéhyde et perméabilisées pendant 1 h à température ambiante dans une solution saline tamponnée au phosphate, 0,1% de Triton X-100 et 10% de sérum de chèvre normal. Les cellules ont ensuite été incubées avec les anticorps dilués dans une solution saline tamponnée au phosphate, 0,1 % de Triton X-100 et 3 % de sérum de chèvre. Pour la coloration indirecte, les lames ont été incubées avec les anticorps monoclonaux spécifiques (dilution finale de 1:200) ou les anticorps monoclonaux anti-HA (dilution finale de 1:1000 ; Sigma) pendant 1 h à 37 °C, suivis d'anticorps secondaires anti-souris marqués à l'isothiocyanate de fluorescéine (FITC) ou à la rhodamine (dilution finale de 1:250 ; ICN Biomedicals) pendant 1h37 °C. Pour la double coloration directe, le mAb anti-HA conjugué au FITC (dilution finale de 1:500) a été utilisé pour détecter les protéines transgéniques ; le mAb 9C9 a été directement marqué avec le rouge Texas (Zenon One, sondes moléculaires) pour la détection du GRP78/BiP ; et les mAb 5-3C et 7D2 ont été directement marqués avec le rouge Texas ou le FITC (Zenon One) pour la détection endogène du CWP1 et du CWP2. Les noyaux ont été visualisés avec le 4′,6-diamidino-2-phénylindole (DAPI). Les contrôles ne comprenaient pas d'anticorps primaires et de cellules non transfectées. Les images confocales ont été collectées à l'aide d'un microscope confocal Zeiss LSM5 Pascal à balayage laser équipé d'un laser argon/hélium/néon et d'un objectif d'immersion dans l'huile ×100 (ouverture numérique = 1,4) (Zeiss Plan-Apochromat). Des sections confocales uniques de 0,3 μm ont été prises parallèlement à la lamelle (sections z). Les images ont été acquises à l'aide d'un appareil photo Zeiss à transfert de charge et traitées avec le logiciel LSM et Adobe Photoshop. Immunoblot and Secretion Assays—SDS-PAGE of total G. lamblia proteins was performed under reducing or non-reducing conditions as reported previously (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995 ; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). Pour l'analyse comparative par Western blot entre différentes chimères CWP et CWP, cinq fois plus de protéines provenant de trophozoïtes transgéniques (100 μg au lieu de 20 μg) ont été chargées sur le gel en raison du niveau d'expression plus faible des constructions exprimées par le vecteur pTubHApac par rapport à l'expression de CWP pendant l'enkystement. Pour la sécrétion, les cellules transfectées ont été cultivées dans un milieu de croissance pendant 24 h. Le milieu de culture a été recueilli et centrifugé à 800 × g pendant 10 min pour éliminer les trophozoïtes de Giardia. Le milieu recueilli a été incubé avec de l'acide trichloroacétique (10 % de concentration finale) pendant 1 h à 4 °C. Les précipités d'acide trichloroacétique ont été centrifugés et les culots résultants ont été lavés avec de l'éthanol glacé-froid, séchés, remis en suspension dans 30 μl de tampon échantillon avec du 2-mercaptoéthanol et bouillis pendant 5 min. Les échantillons ont été analysés par Western blot en utilisant un anticorps monoclonal anti-HA. Microscopie électronique - Des cultures ont été fixées in situ pour préserver l'organisation cellulaire lorsqu'elles sont fixées à la paroi du flacon de culture. Après 30 min en fixatif (2,5% de glutaraldéhyde dans du tampon de cacodylate de sodium 0,1 m, pH 7,0), la paroi du ballon a été légèrement raclée pour détacher les trophozoïtes. La suspension résultante a été centrifugée à 500 × g et le culot a été placé dans un fixateur frais. La fixation a été effectuée pendant 2 h, suivie d'une post-fixation dans 1% OsO4 avec l'ajout de 1,25% de ferrocyanure de potassium pendant 1-2 h. Pendant la déshydratation, les cellules ont été maintenues avec 1% d'acétate d'uranyle dans de l'éthanol à 70% pendant 2 h. Les pastilles ont été incorporées dans Araldite et les coupes ont été découpées dans un ultramicrotome Poter-Blum. Couleur d'interférence mince et argentée (∼60 nm d'épaisseur), des sections en série ont été utilisées. Des grilles entières uniques (ovales, 2 × 1 mm ; Pelco International) ont été utilisées pour collecter des segments de 20 sections à partir de séries de 100-120 sections minces. Les coupes ont d'abord été colorées à l'acétate d'uranyle saturé dans l'eau puis au citrate de plomb. Les coupes ont été examinées dans un Siemens Elmiskop à des grossissements standardisés avec des grilles de diffraction. La queue de base CWP2 est nécessaire pour la biogenèse des granules sécrétoires - Pour analyser l'implication des CWP dans la biogenèse des ESV, différentes versions marquées des CWPs (Fig. 2A) ont été exprimés de manière constitutive chez les trophozoïtes non urgents (Fig. 2B). Nous avons utilisé une étiquette d'épitope HA C-terminal parce que les CWP ont un peptide signal N-terminal qui est traité pendant leur trafic par la voie sécrétoire (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995 ; 15: 955-963Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995 ; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). Après la transfection, nous avons analysé l'expression des protéines par transfert de Western et par microscopie immunofluorescente en utilisant un anticorps monoclonal anti-HA ou anti-CWP. Le niveau d'expression de la chimère CWP était toujours inférieur à celui du CWP endogène pendant l'enkystement (∼5 fois inférieur à l'expression du CWP dans les cellules enkystées de type sauvage) (données non présentées). La localisation des CWP marqués HA pendant l'encystation était similaire à celle des CWPs natifs (voir ci-dessous), ce qui indique que l'étiquette HA n'a pas affecté leur localisation sous-cellulaire. Des tests d'immunofluorescence utilisant des anticorps monoclonaux anti-HA avec des CWP1 et CWP3 marqués HA de manière constitutive ont montré que les deux protéines étaient localisées dans le RE chez les trophozoïtes non-encystants (Fig. 2B), tel que déterminé par leur colocalisation avec le chaperon résident ER BiP (23Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad Nash J.T.E. Biol. Cell. 1996 ; 86: 11-18PubMed Google Scholar). Lorsque le même test a été effectué avec CWP2 marqué HA, la formation de grandes vésicules avec des caractéristiques similaires à celles des ESV natives a été observée (Fig. 2B). Comme les ESV dans les trophozoïtes d'enkystement, ces vésicules contenaient du BiP (Fig. 2B). Le NI2 diffère des NI1 et NI3 par la présence d'une extension de base de 13 kDa à l'extrémité C-terminale (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995 ; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). Nous avons supprimé la queue de base CWP2 (TCWP2) pour examiner son rôle dans la biogenèse ESV. Les NI2 marquées HA sans l'extension de base (NI2(-TCWP2)-HA) et NI1 contenant l'extension NI2 à son extrémité C terminale (NI1(+ TCWP2)-HA) ont été exprimées en trophozoïtes (Fig. 2A). Les tests d'immunofluorescence effectués sur des cellules non urgentes ont montré que CWP2 moins l'extension de base localisée dans un maillage cytoplasmique ressemblant au RE, un modèle similaire à ceux de CWP1-HA, CWP3-HA et BiP (Fig. 2B). La formation de vésicules de type ESV dans les cellules exprimant CWP1(+ TCWP2)-HA était similaire à celle observée chez les trophozoïtes non urgents avec CWP2-HA (Fig. 2B)orin encysting trophozoites with wild-type CWP2 (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995 ; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). Ces vésicules sont également co-localisées avec BiP (Fig. 2B). Nous avons confirmé la localisation susmentionnée avec des anticorps monoclonaux supplémentaires qui détectent les états conformationnels du CWP. Ces données suggèrent que les protéines exogènes subissent un repliement normal (Fig. 1). Negative coloration in non-encysting trophozoites with mAb against granule-specific protein, an ESV-specific calcium-binding protein induced during enystation (29Touz M.C. Gottig N. Nash T.E. Luján H.D. J. Biol. Chem. 2002 ; 277: 50557-50563Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (29) Google Scholar), a confirmé que ces cellules n'étaient pas enkystées (données non présentées). Dans les cellules d'enkystement, les constructions CWP1 et CWP3 marquées HA ont été triées en granules sécrétoires et co-localisées avec des CWPs endogènes (Fig. 3A), indiquant que le NI2 natif redirige le NI1 et le NI3 de la voie constitutive vers la voie réglementée. De plus, des tests d'immunofluorescence avec des anticorps monoclonaux anti-HA ont été effectués pour confirmer que ces granules de type ESV se comportent comme des ESV natifs. Ces expériences ont montré que CWP1-HA, CWP3-HA et CWP2 (-TCWP2)-HA ont été incorporés dans la paroi du kyste de manière similaire aux CWPs natifs (Fig. 3B). CWP2-HA et CWP1(+ TCWP2)-HA n'ont pas été détectés dans les parois des kystes à l'aide d'un anticorps monoclonal anti-HA, en accord avec les résultats précédents montrant que cette extension de base est clivée de CWP2 par une cystéine protéase spécifique à l'encystation avant l'assemblage de la paroi des kystes (30Touz M.C. Nores M.J. Slavin I. Carmona C. Conrad J.T. Mowatt M.R. Nash T.E. Coronel C.E. Luján H.D. J. Biol. Chem. 2002 ; 277: 8474-8481Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (85) Google Scholar). De plus, les kystes générés in vitro à partir de cellules transfectées étaient de forme identique à ceux obtenus à partir d'organismes non transfectés (Figures 1 et 3B) et étaient résistants au choc hypo-osmotique (données non présentées), suggérant que l'étiquette HA dans les CWPs n'interfère pas avec la formation de la paroi du kyste. Nous avons également examiné l'expression du CWP par immunoblotting d'extraits protéiques réduits et non réduits obtenus à partir de trophozoïtes de Giardia enkyste et non enkyste (Fig. 4). Lorsque des extraits de cellules exprimant CWP1-HA (Fig. 4A), CWP3-HA (Fig. 4B) et CW

Translated Description (Spanish)

El protozoario parasitario Giardia lamblia sufre cambios importantes para sobrevivir fuera del intestino de su huésped diferenciándose en quistes infecciosos. Durante la enquistación, tres proteínas de la pared del quiste (CWP) se expresan específicamente y se concentran dentro de las vesículas secretoras específicas de la enquistación (ESV). Los ESV son gránulos secretores densos en electrones que transportan CWP antes de la exocitosis y la polimerización extracelular en una pared quística rígida. Debido a que los gránulos secretores se forman en el trans-Golgi en eucariotas superiores y debido a que Giardia carece de un aparato de Golgi identificable, el objetivo de este trabajo fue investigar la base molecular de la formación de gránulos secretores en Giardia examinando el papel de los CWP en este proceso. Aunque CWP1, CWP2 y CWP3 son estructuralmente similares en su región superpuesta rica en leucina de 26 kDa, CWP2 se distingue por la presencia de una extensión básica C-terminal de 13 kDa. En trofozoítos no urticantes, la expresión de diferentes quimeras de CWP mostró que la extensión básica de CWP2 es necesaria para la biogénesis de las ESV, que se produce en un compartimento derivado del retículo endoplasmático. Sin embargo, la extensión básica de CWP2 per se es insuficiente para desencadenar la formación de ESV, lo que indica que también se requieren otros dominios en los CWP. Descubrimos que CWP2 es un regulador clave de la formación de ESV al actuar como un factor de agregación para CWP1 y CWP3 a través de interacciones mediadas por su región conservada. CWP2 también actúa como un ligando para la clasificación a través de su extensión básica C-terminal. Estos hallazgos muestran que la biogénesis granular requiere interacciones complejas entre los componentes granulares y los receptores de membrana. El protozoario parasitario Giardia lamblia sufre cambios importantes para sobrevivir fuera del intestino de su huésped diferenciándose en quistes infecciosos. Durante la enquistación, tres proteínas de la pared del quiste (CWP) se expresan específicamente y se concentran dentro de las vesículas secretoras específicas de la enquistación (ESV). Los ESV son gránulos secretores densos en electrones que transportan CWP antes de la exocitosis y la polimerización extracelular en una pared quística rígida. Debido a que los gránulos secretores se forman en el trans-Golgi en eucariotas superiores y debido a que Giardia carece de un aparato de Golgi identificable, el objetivo de este trabajo fue investigar la base molecular de la formación de gránulos secretores en Giardia examinando el papel de los CWP en este proceso. Aunque CWP1, CWP2 y CWP3 son estructuralmente similares en su región superpuesta rica en leucina de 26 kDa, CWP2 se distingue por la presencia de una extensión básica C-terminal de 13 kDa. En trofozoítos no urticantes, la expresión de diferentes quimeras de CWP mostró que la extensión básica de CWP2 es necesaria para la biogénesis de las ESV, que se produce en un compartimento derivado del retículo endoplasmático. Sin embargo, la extensión básica de CWP2 per se es insuficiente para desencadenar la formación de ESV, lo que indica que también se requieren otros dominios en los CWP. Descubrimos que CWP2 es un regulador clave de la formación de ESV al actuar como un factor de agregación para CWP1 y CWP3 a través de interacciones mediadas por su región conservada. CWP2 también actúa como un ligando para la clasificación a través de su extensión básica C-terminal. Estos hallazgos muestran que la biogénesis granular requiere interacciones complejas entre los componentes granulares y los receptores de membrana. Giardia lamblia, un protozoo parásito de los humanos y otros vertebrados, es una fuente importante de enfermedades transmitidas por el agua en todo el mundo. Los signos clínicos de la giardiasis varían desde una infección asintomática hasta una enfermedad aguda o crónica asociada con diarrea y malabsorción. Giardia también es de interés biológico porque deriva de una de las primeras ramas de la línea de descendencia eucariota (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). Giardia sufre importantes cambios biológicos para sobrevivir en ambientes hostiles, alternando entre el trofozoito móvil y el quiste ambientalmente resistente (ver Fig. 1) (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar, 2Luján H.D. Mowatt M.R. Nash T.E. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1997; 61: 294-304Crossref PubMed Scopus (129) Google Scholar). Los trofozoítos habitan en la parte superior del intestino delgado y son responsables de los síntomas de la enfermedad, mientras que los quistes se desarrollan en la parte inferior del intestino y se excretan con las heces. Esto permite la supervivencia de Giardia fuera del intestino y la transmisión entre huéspedes susceptibles (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). El proceso de enquistación incluye la síntesis de componentes de la pared del quiste y la biogénesis de orgánulos secretores. Vesículas secretoras específicas de la enquistación (ESV) 2Las abreviaturas utilizadas son: ESV, vesículas secretoras específicas de la enquistación; CWP, proteínas de la pared quística; ER, retículo endoplásmico; TGN, red trans-Golgi; VSP, proteína de superficie específica de la variante; HA, hemaglutinina; TM, dominio transmembrana; mAbs, anticuerpos monoclonales; FITC, isotiocianato de fluoresceína; DAPI, 4',6-diamidino-2-fenilindol. (3Luján H.D. Marotta A. Mowatt M.R. Sciaky N. Nash Lippincott-Schwartz J.T.E. J. Biol. Chem. 1995; 270: 4612-4618Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (140) Google Scholar, 4Faubert G. Reiner D.S. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1991; 72: 345-354Crossref PubMed Scopus (48) Google Scholar, 5Gillin F.D. Reiner D.S. McCaffery J.M. Parasitol. Today. 1991; 7: 113-116Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (19) Google Scholar), ausentes en trofozoítos no ostantes, son necesarios para transportar los componentes de secreción de la pared del quiste, lo que lleva al ensamblaje de la pared del quiste extracelular (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). Previamente caracterizamos dos proteínas de la pared del quiste de Giardia (CWP): CWP1 y CWP2 (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995; 15: 955-963Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). Una búsqueda reciente en la base de datos del genoma de Giardia identificó una nueva proteína de la pared del quiste, CWP3 (8Sun C.H. McCaffery J.M. Reiner D.S. Gillin F.D.J. Biol. Chem. 2003; 278: 21701-21708Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (92) Google Scholar). La expresión de CWP1, CWP2 y CWP3 aumenta después de que los trofozoitos se exponen al estímulo de enquistación (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995; 15: 955-963Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar, 8Sun C.H. McCaffery J.M. Reiner D.S. Gillin F.D. J. Biol. Chem. 2003; 278: 21701-21708Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (92) Google Scholar). CWP1, CWP2 y CWP3 son proteínas ácidas de 26, 39 y 27 kDa, respectivamente. Un péptido señal N-terminal hidrófobo los dirige a la vía secretora (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995; 15: 955-963Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar, 8Sun C.H. McCaffery J.M. Reiner D.S. Gillin F.D. J. Biol. Chem. 2003; 278: 21701-21708Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (92) Google Scholar, 9Hehl AB Marti M. Kohler P. Mol. Biol. Cell. 2000; 11: 1789-1800 Crossref PubMed Scopus (85) Google Scholar). La región central de CWP1 y CWP2 consta de cinco repeticiones ricas en leucina en tándem, mientras que CWP3 tiene cuatro repeticiones completas y una incompleta rica en leucina (8Sun C.H. McCaffery J.M. Reiner D.S. Gillin F.D. J. Biol. Chem. 2003; 278: 21701-21708Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (92) Google Scholar). Los motivos de repetición ricos en leucina en proteínas procariotas y eucariotas tienen diversas funciones y localizaciones celulares, pero siempre están implicados en las interacciones proteína/proteína (10Kobe B. Kajava A.V. Curr. Opin. Struct. Biol. 2001; 11: 725-732Crossref PubMed Scopus (1289) Google Scholar). El extremo C de las CWP tiene un dominio rico en cisteína involucrado en la formación de oligómeros con enlaces disulfuro (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). Aunque los CWP están estrechamente relacionados entre sí, CWP2 se distingue de CWP1 y CWP3 por la presencia de una extensión C-terminal básica de 121 residuos. En CWP2, esta región C-terminal está presente dentro de las ESV, pero se escinde proteolíticamente antes del ensamblaje de la pared del quiste. Se desconoce el papel de procesamiento C-terminal de CWP2 en la enquistación temprana (2Luján H.D. Mowatt M.R. Nash T.E. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1997; 61: 294-304Crossref PubMed Scopus (129) Google Scholar, 3Luján H.D. Marotta A. Mowatt M.R. Sciaky N. Nash Lippincott-Schwartz J.T.E. J. Biol. Chem. 1995; 270: 4612-4618Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (140) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). Después de la síntesis en el retículo endoplasmático (ER), los CWP se transportan al exterior de la célula dentro de las ESV. Los ESV son gránulos grandes, morfológicamente irregulares y densos en electrones que forman de novo, y su presencia es el cambio morfológico más temprano observado durante la enquistación de Giardia (Fig. 1) (4Faubert G. Reiner D.S. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1991; 72: 345-354Crossref PubMed Scopus (48) Google Scholar, 11McCaffery J.M. Faubert G.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994; 79: 236-249Crossref PubMed Scopus (64) Google Scholar, 12McCaffery J.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994; 79: 220-235Crossref PubMed Scopus (76) Google Scholar). En células de eucariotas superiores, las proteínas secretoras reguladas se concentran en un núcleo denso que brota, formando un gránulo secretor inmaduro en la última porción del aparato de Golgi (13Bauerfeind R. Huttner W.B. Curr. Opin. Cell Biol. 1993; 5: 628-635Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 14Burgess T.L. Kelly R.B. Annu. Rev. Cell Biol. 1987; 3: 243-293Crossref PubMed Scopus (751) Google Scholar, 15Tooze S.A. FEBS Lett. 1991; 285: 220-224 Crossref PubMed Scopus (65) Google Scholar). El aparato de Golgi consiste en membranas cisternales aplanadas que forman una pila y se conserva notablemente a lo largo de la evolución eucariota (16Griffiths G. Simons K. Science. 1986; 234: 438-443Crossref PubMed Scopus (764) Google Scholar); sin embargo, un complejo de Golgi típico no es evidente en los trofozoítos vegetativos de Giardia (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). La evidencia sugiere que Giardia puede poseer orgánulos en los que tienen lugar las funciones típicas de Golgi, a pesar de que no tienen una apariencia similar a la de Golgi (1Adam R.D. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 447-475Crossref PubMed Scopus (912) Google Scholar). Existen mecanismos constitutivos y regulados para el transporte de proteínas en Giardia, lo que sugiere funciones de Golgi, porque los procesos de clasificación y selección generalmente ocurren en la red trans-Golgi (TGN) (17Rothman J.E. Orci L. FASEB J. 1990; 4: 1460-1468Crossref PubMed Scopus (109) Google Scholar). La vía secretora constitutiva de Giardia se produce por el transporte continuo de proteínas de superficie específicas de la variante (VSP) a la membrana plasmática y la liberación extracelular. Además, la clasificación enzimática hidrolítica en vesículas periféricas similares a lisosomas también es un componente de la vía constitutiva (3Luján H.D. Marotta A. Mowatt M.R. Sciaky N. Nash Lippincott-Schwartz J.T.E. J. Biol. Chem. 1995; 270: 4612-4618Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (140) Google Scholar, 11McCaffery J.M. Faubert G.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994; 79: 236-249Crossref PubMed Scopus (64) Google Scholar, 18Touz M.C. Luján H.D. Hayes S.F. Nash T.E. J. Biol. Chem. 2003; 278: 6420-6426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (46) Google Scholar). No obstante, el conocimiento de la vía secretora regulada inducida durante la enquistación de Giardia es limitado y controvertido (19Hehl A.B. Marti M. Mol. Microbiol. 2004; 53: 19-28Crossref PubMed Scopus (62) Google Scholar, 20Luján H.D. Touz M.C. Cell. Microbiol. 2003; 5: 427-434Crossref PubMed Scopus (43) Google Scholar). Los estudios de microscopía inmunoelectrónica indican que los CWP sintetizados se concentran dentro de cisternas aplanadas. Estas cisternas aumentan de tamaño, formando ESV grandes (> 1 μm de diámetro) unidas a la membrana (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar, 12McCaffery J.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994; 79: 220-235Crossref PubMed Scopus (76) Google Scholar, 21Reiner D.S. McCaffery J.M. Gillin F.D. Eur. J. Cell Biol. 1990; 53: 142-153PubMed Google Scholar). Análisis estructurales detallados de células enquistadoras (22Lanfredi-Rangel A. Attias M. Reiner D.S. Gillin F.D. De Souza W. J. Struct. Biol. 2003; 143: 153-163Crossref PubMed Scopus (39) Google Scholar) y la presencia de BiP, una chaperona residente en ER, en estos orgánulos (23Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad Nash J. T.T.E. Biol. Cell. 1996; 86: 11-18PubMed Google Scholar, 24Stefanic S. Palm D. Svärd S.G. Hehl A.B. J. Biol. Chem. 2006; 281: 7595-7604Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (52) Google Scholar) sugieren que las ESV surgen de cisternas ER modificadas. No está claro si estos gránulos secretores específicos se forman a partir de un trans-Golgi no caracterizado o a través de la condensación dentro del ER (20Luján H.D. Touz M.C. Cell. Microbiol. 2003; 5: 427-434Crossref PubMed Scopus (43) Google Scholar, 22Lanfredi-Rangel A. Attias M. Reiner D.S. Gillin F.D. De Souza W. J. Struct. Biol. 2003; 143: 153-163Crossref PubMed Scopus (39) Google Scholar). Anteriormente, nosotros (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995; 15: 955-963Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar) y otros (12McCaffery J.M. Gillin F.D. Exp. Parasitol. 1994; 79: 220-235Crossref PubMed Scopus (76) Google Scholar, 22Lanfredi-Rangel A. Attias M. Reiner D.S. Gillin F.D. De Souza W. J. Struct. Biol. 2003; 143: 153-163 Crossref PubMed Scopus (39) Google Scholar) observaron que los CWP se agregan dentro de las hendiduras unidas a la membrana. Estos agregados parecen crecer mediante la adición directa de CWP recién sintetizados, formando grandes ESV, lo que sugiere que la acumulación de CWP es un factor importante para la formación de gránulos. Durante la enquistación, la inhibición de la síntesis de CWP suprime la formación de ESV (25Touz M.C. Nores M.J. Slavin I. Piacenza L. Acosta D. Carmona C. Luján H.D. Biochem. J. 2002; 364: 703-710Crossref PubMed Scopus (21) Google Scholar). Además, el bloqueo del transporte de CWP a bajas temperaturas indica que la formación de ESV depende de la exportación de CWP desde el ER (26Marti M. Li Y. Schraner E.M. Wild P. Kohler P. Hehl A.B. Mol. Biol. Cell. 2003; 14: 1433-1447Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar). Planteamos la hipótesis de que la formación de ESV es una consecuencia directa de la síntesis de CWP (20Luján H.D. Touz M.C. Cell. Microbiol. 2003; 5: 427-434Crossref PubMed Scopus (43) Google Scholar). Investigamos la base molecular de la formación de gránulos secretores examinando el papel de las CWP y las quimeras de CWP en la biogénesis de ESV en Giardia. Nuestros resultados sugieren que la formación de gránulos secretores requiere interacciones complejas entre los componentes del gránulo (agregación/condensación) y los receptores de la membrana del gránulo (clasificación), que involucran mecanismos pasivos y activos. Construcción de vectores de expresión: para la expresión de CWP en Giardia, los genes correspondientes se amplificaron con cebadores sentido que contenían sitios NcoI o ApaI y cebadores antisentido que contenían sitios EcoRV o SmaI. Los productos se purificaron, digirieron y clonaron en el vector pTubH7HApac como se informó anteriormente (18Touz M.C. Luján H.D. Hayes S.F. Nash T.E. J. Biol. Chem. 2003; 278: 6420-6426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (46) Google Scholar). Estrategia y oligonucleótidos utilizados para construir diferentes variantes de CWP: para expresar constitutivamente cwp1, cwp2, cwp3 y cwp2 sin la extensión básica (cwp2(-TCWP2)), todos los fragmentos se amplificaron por PCR a partir de ADN genómico con los siguientes oligonucleótidos sentido (s) y antisentido (as) y se clonaron en el vector pTubHApac: CWP1s, 5′-CCA CCA TGG TGA TGC TCG CTC TCC TT-3 ′; CWP1as, 5′ -GTT GAT ATC AGG CGG GGT GAG GCA G-3 ′; CWP2s, 5′ -CCA CCA TGG TCG CAG CCC TTG TTC-3 ′; CWP2as, 5′ -AGC GAT ATC CCT TCT GCG GAC AAT AGG-3 ′; CWP3s, 5 ′ -CCA CCA TG TTT CTC TTC TTC TCC T-3 ′; CWP3as, GTT GAT GAT TCT GTAG GTAG CGG-3 ′; CWP2-TCA CCA TG TCC TG-3 ′; y CWG TTC TTC TTC TTC TTCT-3 ′. Para expresar constitutivamente la extensión básica de CWP2 (TCWP2), se añadió el péptido señal de CWP2 delante de TCWP2. Para este propósito, el fragmento correspondiente a la extensión básica se amplificó con un cebador sentido que contenía un sitio XhoI (Tails, 5′-ACT CTC GAG AGA Gat GGA TGC ACG-3′) y un cebador antisentido CWP2as. El fragmento correspondiente al péptido señal se amplificó con el cebador sentido CWP2s y un oligonucleótido antisentido que contenía un sitio XhoI (Spas, 5′-ATT CTC GAG AGC GGC GCG AGC A-3′). Los dos fragmentos se purificaron, se digirieron con XhoI y luego se ligaron. El producto ligado se volvió a amplificar utilizando los cebadores CWP2s y CWP2as y se clonó en el vector pTubHApac. La quimera cwp1(+TCWP2)-hemaglutinina (HA) se generó por PCR. cwp1 se amplificó usando el cebador CWP1s y un oligonucleótido antisentido con una región 5'complementaria al comienzo de la extensión básica de cwp2 (MIX1, 5'-CTT TCG TCC CGA CGC ATT GCG AGG CGG GGT GAG GCA GTA C-3'). La cola básica (T-HA) se amplificó usando un oligonucleótido sentido con una región 5'complementaria al extremo de cwp1 (MIX2, 5'-GTA CTG CCT CAC CCC GCC TCG CA ATG CGT CGG GAC GAA AG-3') y el cebador antisentido CWP2as. Los dos fragmentos cwp1 (726 pb) y TCWP2 (363 pb) se purificaron e hibridaron mediante una ronda de desnaturalización-hibridación (95 °C durante 2 min, 65 °C durante 1 min y 73 °C durante 10 min). El producto se volvió a amplificar mediante PCR utilizando los cebadores CWP1 y CWP2as y se clonó en el vector pTubH7HApac. Estrategia y cebadores de oligonucleótidos utilizados para construir diferentes quimeras VSPH7-vspH7 sin su dominio transmembrana (vspH7 (-TM)HA) se amplificó por PCR a partir de ADN genómico con los siguientes oligonucleótidos sentido y antisentido y luego se clonó en pTubH7HApac: VSPH7-TMs, 5'-ATC GGG CCC ATG TTT CTA TTA ATT AAT TG-3'; y VSPH7-TMas, 5'-AGC Gat ATC GGA GAG GTT GGG GCC AC-3'. La quimera de vspH7 a la que se añadió la extensión básica de cwp2, vspH7(-TM+ TCWP2)-HA, se generó mediante PCR utilizando el kit de mutagénesis dirigida al sitio QuikChange (Stratagene) siguiendo el protocolo descrito por Geiser et al. (27Geiser M. Cebe R. Drewello D. Schmitz R. BioTechniques. 2001; 31: 88-90 Crossref PubMed Scopus (212) Google Scholar). En resumen, vspH7 clonado en pTubH7HApac se modificó para construir la quimera utilizando cebadores que tienen secuencias complementarias a vspH7, a la extensión básica de cwp2 y al vector. El oligonucleótido antisentido utilizado tenía una región 5'complementaria al vector y una región 3' complementaria al extremo de cwp2 (TAILas, 5'-CAG GCA CAT TCA TAT GGA TAG ata TCC CTT CTG CGG acá ata GGC TTG TTC-3'). El oligonucleótido sentido tenía una región 5'complementaria a la región de interés de vspH7 y una región 3' complementaria al comienzo de la extensión básica de cwp2 (VSPH7-TM+Ts, 5'-CGG CGA TAG TGG CCC CAA CCT CTC CCT CGA GAG ATG Gat GCA CGT AC-3'). Todos los constructos se verificaron mediante secuenciación. Giardia Culture and Transfection—Clone WB/1267 trofozoitos (28Nash T.E. Aggarwal A. Adam R.D. Conrad J.T. Merritt J.W. J. Immunol. 1988; 141: 636-641PubMed Google Scholar) se cultivaron y se indujeron para enquistar como se ha descrito anteriormente (18Touz M.C. Luján H.D. Hayes S.F. Nash T.E. J. Biol. Chem. 2003; 278: 6420-6426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (46) Google Scholar). Los trofozoítos se transfectaron con las construcciones mediante electroporación y se seleccionaron con puromicina como se describe (18Touz M.C. Luján H.D. Hayes S.F. Nash T.E. J. Biol. Chem. 2003; 278: 6420-6426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (46) Google Scholar). Después de la transfección, los clones con baja expresión se seleccionaron mediante análisis de inmunotransferencia e inmunofluorescencia. Para la coexpresión transitoria, los trofozoítos se transfectaron con ambos plásmidos a la misma concentración (10 μg) y se seleccionaron con puromicina, y los clones se analizaron con los anticuerpos monoclonales (mAb) anti-CWP1 y anti-CWP2 correspondientes. Análisis de inmunofluorescencia de trofozoítos de Giardia: las células cultivadas en medio de crecimiento, pre-encystation o encystation se cosecharon y procesaron como se describió anteriormente (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). Las células se fijaron con paraformaldehído al 4% y se permeabilizaron durante 1 h a temperatura ambiente en solución salina tamponada con fosfato, Triton X-100 al 0,1% y suero de cabra normal al 10%. A continuación, las células se incubaron con los anticuerpos diluidos en solución salina tamponada con fosfato, Triton X-100 al 0,1% y suero de cabra al 3%. Para la tinción indirecta, los portaobjetos se incubaron con los mAb específicos (dilución final de 1:200) o mAb anti-HA (dilución final de 1:1000; Sigma) durante 1 h a 37 °C, seguido de anticuerpo secundario anti-ratón marcado con isotiocianato de fluoresceína (FITC) o rodamina (dilución final de 1:250; ICN Biomedicals) durante 1 hora a 37 °C. Para la doble tinción directa, se utilizó mAb anti-HA conjugado con FITC (dilución final de 1:500) para detectar las proteínas transgénicas; el mAb 9C9 se marcó directamente con Texas Red (Zenon One, Molecular Probes) para la detección de GRP78/BiP; y los mAb 5-3C y 7D2 se marcaron directamente con Texas Red o FITC (Zenon One) para la detección endógena de CWP1 y CWP2. Los núcleos se visualizaron con 4′,6-diamidino-2-fenilindol (DAPI). Los controles no incluyeron anticuerpos primarios y células no transfectadas. Las imágenes confocales se recopilaron utilizando un microscopio confocal de barrido láser Zeiss LSM5 Pascal equipado con un láser de argón/helio/neón y un objetivo de inmersión en aceite ×100 (apertura numérica = 1.4) (Zeiss Plan-Apochromat). Se tomaron secciones confocales individuales de 0.3 μm paralelas al cubreobjetos (secciones z). Las imágenes se adquirieron utilizando una cámara de dispositivo de carga acoplada de Zeiss y se procesaron con LSM y el software Adobe Photoshop. Los ensayos de inmunotransferencia y secreción-SDS-PAGE de las proteínas totales de G. lamblia se realizaron en condiciones reductoras o no reductoras como se informó anteriormente (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). Para el análisis comparativo de transferencia Western entre diferentes CWP y quimeras de CWP, se cargó cinco veces más proteína de trofozoitos transgénicos (100 μg en lugar de 20 μg) en el gel debido al menor nivel de expresión de las construcciones expresadas por el vector pTubHApac en comparación con la expresión de CWP durante la enquistación. Para la secreción, las células transfectadas se cultivaron en medio de crecimiento durante 24 h. El medio de cultivo se recogió y centrifugó a 800 × g durante 10 min para eliminar los trofozoítos de Giardia. El medio recogido se incubó con ácido tricloroacético (concentración final del 10%) durante 1 h a 4 °C. Los precipitados de ácido tricloroacético se centrifugaron y los sedimentos resultantes se lavaron con etanol helado, se secaron, se resuspendieron en 30 μl de tampón de muestra con 2-mercaptoetanol y se hirvieron durante 5 min. Las muestras se analizaron mediante transferencia Western utilizando mAb anti-HA. Microscopía electrónica: los cultivos se fijaron in situ para preservar la organización celular cuando se unieron a la pared del matraz de cultivo. Después de 30 min en fijador (glutaraldehído al 2,5% en tampón de cacodilato de sodio 0,1 m, pH 7,0), la pared del matraz se raspó ligeramente para separar los trofozoítos. La suspensión resultante se centrifugó a 500 × g y el sedimento se colocó en un fijador nuevo. La fijación se realizó durante 2 h, seguida de la fijación posterior en OsO4 al 1% con la adición de ferrocianuro de potasio al 1,25% durante 1-2 h. Durante la deshidratación, las células se tiñeron previamente con acetato de uranilo al 1% en etanol al 70% durante 2 h. Los gránulos se incrustaron en Araldite y las secciones se cortaron en un ultramicrotomo Poter-Blum. Se utilizaron secciones en serie delgadas de color de interferencia plateado (~60 nm de espesor). Se utilizaron rejillas enteras individuales (ovaladas, 2 × 1 mm; Pelco International) para recolectar segmentos de 20 secciones de series de 100-120 secciones delgadas. Las secciones se tiñeron primero con acetato de uranilo saturado en agua y luego con citrato de plomo. Las secciones se examinaron en un Siemens Elmiskop a aumentos estandarizados con rejillas de difracción. La cola básica de CWP2 es necesaria para la biogénesis de gránulos secretores: para analizar la participación de CWP en la biogénesis de ESV, diferentes versiones etiquetadas de CWP (Fig. 2A) se expresaron constitutivamente en trofozoítos no urticantes (Fig. 2B). Utilizamos una etiqueta de epítopo HA C-terminal porque las CWP tienen un péptido señal N-terminal que se procesa durante su tráfico a través de la vía secretora (6Mowatt M.R. Luján H.D. Cotten D.B. Bowers B. Yee J. Nash T.E. Stibbs H.H. Mol. Microbiol. 1995; 15: 955-963Crossref PubMed Scopus (137) Google Scholar, 7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). Después de la transfección, analizamos la expresión de proteínas mediante transferencia Western y microscopía de inmunofluorescencia utilizando mAb anti-HA o anti-CWP. El nivel de expresión de la quimera de CWP siempre fue menor que el de la CWP endógena durante la enquistación (~5 veces menor en comparación con la expresión de CWP en células de enquistamiento de tipo salvaje) (datos no mostrados). La localización de la CWP marcada con HA durante la enquistación fue similar a la de las CWP nativas (ver a continuación), lo que indica que la etiqueta HA no afectó su localización subcelular. Los ensayos de inmunofluorescencia con mAb anti-HA con CWP1 y CWP3 marcados constitutivamente con HA mostraron que ambas proteínas se localizaban en el RE en trofozoítos no urticantes (Fig. 2B), según lo determinado por su co-localización con la chaperona residente en ER BiP (23Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad Nash J. T.T.E. Biol. Cell. 1996; 86: 11-18PubMed Google Scholar). Cuando se realizó el mismo ensayo con CWP2 marcada con HA, se observó la formación de vesículas grandes con características similares a las de las ESV nativas (Fig. 2B). Al igual que las ESV en trofozoítos enquistadores, estas vesículas contenían BiP (Fig. 2B). CWP2 difiere de CWP1 y CWP3 por la presencia de una extensión básica de 13 kDa en el extremo C-terminal (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). Eliminamos la cola básica de CWP2 (TCWP2) para examinar su papel en la biogénesis de ESV. CWP2 etiquetado con HA sin la extensión básica (CWP2(-TCWP2)-HA) y CWP1 que contiene la extensión CWP2 en su extremo C (CWP1(+ TCWP2)-HA) se expresaron en trofozoitos (Fig. 2A). Los ensayos de inmunofluorescencia realizados en células no urticantes mostraron que CWP2 menos la extensión básica localizada en una malla citoplasmática que se asemeja al ER, un patrón similar a los de CWP1-HA, CWP3-HA y BiP (Fig. 2B). La formación de vesículas similares a ESV en células que expresan CWP1(+ TCWP2)-HA fue similar a la observada en trofozoítos no ostantes con CWP2-HA (Fig. 2B)o trofozoítos enquistantes con CWP2 de tipo salvaje (7Luján H.D. Mowatt M.R. Conrad J.T. Nash T.E. BowersB. J. Biol. Chem. 1995; 270: 29307-29313Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (164) Google Scholar). Estas vesículas también se colocalizaron con BiP (Fig. 2B). Confirmamos la localización mencionada anteriormente con mAbs adicionales que detectan estados conformacionales de CWP. Estos datos sugieren que las proteínas exógenas experimentan un plegamiento normal (suplemento Fig. 1). Tinción negativa en trofozoitos no urticantes con mAb contra proteína específica de gránulo, una proteína de unión a calcio específica de ESV inducida durante la enquistación (29Touz M.C. Gottig N. Nash T.E. Luján H.D. J. Biol. Chem. 2002; 277: 50557-50563Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (29) Google Scholar), confirmó que estas células no estaban enquistadas (datos no mostrados). En células de enquistamiento, las construcciones de CWP1 y CWP3 etiquetadas con HA se clasificaron en gránulos secretores y se colocalizaron con CWP endógenas (Fig. 3A), lo que indica que la CWP2 nativa redirige la CWP1 y la CWP3 de la vía constitutiva a la regulada. Además, se realizaron ensayos de inmunofluorescencia con mAb anti-HA para confirmar que estos gránulos similares a ESV se comportan como ESV nativas. Estos experimentos mostraron que CWP1-HA, CWP3-HA y CWP2(-TCWP2)-HA se incorporaron en la pared del quiste de manera similar a las CWP nativas (Fig. 3B). CWP2-HA y CWP1(+ TCWP2)-HA no se detectaron en las paredes del quiste utilizando mAb anti-HA, de acuerdo con los resultados anteriores que muestran que esta extensión básica se escinde de CWP2 por una cisteína proteasa específica de la enquistación antes del ensamblaje de la pared del quiste (30Touz M.C. Nores M.J. Slavin I. Carmona C. Conrad J.T. Mowatt M.R. Nash T.E. Coronel C.E. Luján H.D. J. Biol. Chem. 2002; 277: 8474-8481Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (85) Google Scholar). Además, los quistes generados in vitro a partir de células transfectadas tenían una forma idéntica a los obtenidos de organismos no transfectados (Figs. 1 y 3B) y eran resistentes al choque hipoosmótico (datos no mostrados), lo que sugiere que la etiqueta HA en CWP no interfiere con la formación de la pared del quiste. También examinamos la expresión de CWP mediante inmunotransferencia de extractos de proteínas reducidas y no reducidas obtenidas de trofozoítos de Giardia con enquistamiento y sin enquistamiento (Fig. 4). Cuando los extractos de células que expresan CWP1-HA (Fig. 4A), CWP3-HA (Fig. 4B) y CW

Files

pdf.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:ea76cd1f0874e9803ccdf078916d14e7
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الآليات النشطة والسلبية تدفع التولد الحيوي للحبيبات الإفرازية أثناء تمايز الطفيليات المعوية الجيارديا اللمبلية
Translated title (French)
Les mécanismes actifs et passifs entraînent la biogenèse des granules sécrétoires lors de la différenciation du parasite intestinal Giardia lamblia
Translated title (Spanish)
Mecanismos activos y pasivos impulsan la biogénesis de gránulos secretores durante la diferenciación del parásito intestinal Giardia lamblia

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2015223879
DOI
10.1074/jbc.m602081200

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1501314544
  • https://openalex.org/W1521693111
  • https://openalex.org/W1568376229
  • https://openalex.org/W1628875778
  • https://openalex.org/W1638182766
  • https://openalex.org/W1943240551
  • https://openalex.org/W1966852621
  • https://openalex.org/W1972591347
  • https://openalex.org/W1978417005
  • https://openalex.org/W1981045929
  • https://openalex.org/W2000686891
  • https://openalex.org/W2003196036
  • https://openalex.org/W2013108869
  • https://openalex.org/W2013314128
  • https://openalex.org/W2026094388
  • https://openalex.org/W2029419974
  • https://openalex.org/W2029889243
  • https://openalex.org/W2031434137
  • https://openalex.org/W2032212104
  • https://openalex.org/W2033275905
  • https://openalex.org/W2040080546
  • https://openalex.org/W2040763873
  • https://openalex.org/W2043965880
  • https://openalex.org/W2044665395
  • https://openalex.org/W2048038925
  • https://openalex.org/W2050519738
  • https://openalex.org/W2051174970
  • https://openalex.org/W2053486382
  • https://openalex.org/W2056921098
  • https://openalex.org/W2063346679
  • https://openalex.org/W2064217815
  • https://openalex.org/W2069225280
  • https://openalex.org/W2071427211
  • https://openalex.org/W2073588626
  • https://openalex.org/W2075568323
  • https://openalex.org/W2076373695
  • https://openalex.org/W2081368653
  • https://openalex.org/W2082069345
  • https://openalex.org/W2083523136
  • https://openalex.org/W2088003542
  • https://openalex.org/W2089807533
  • https://openalex.org/W2092450973
  • https://openalex.org/W2094238732
  • https://openalex.org/W2099750780
  • https://openalex.org/W2101292848
  • https://openalex.org/W2105955533
  • https://openalex.org/W2123065833
  • https://openalex.org/W2125267632
  • https://openalex.org/W2127400289
  • https://openalex.org/W2132460397
  • https://openalex.org/W2137793003
  • https://openalex.org/W2142058231
  • https://openalex.org/W2143313171
  • https://openalex.org/W2152977880
  • https://openalex.org/W2158799491