Published December 4, 2014 | Version v1
Publication Open

Leishmania donovani Infection Enhances Lateral Mobility of Macrophage Membrane Protein Which Is Reversed by Liposomal Cholesterol

Creators

  • 1. Indian Institute of Chemical Biology
  • 2. University of Calcutta
  • 3. Duke University

Description

The protozoan parasite Leishmania donovani (LD) reduces cellular cholesterol of the host possibly for its own benefit. Cholesterol is mostly present in the specialized compartment of the plasma membrane. The relation between mobility of membrane proteins and cholesterol depletion from membrane continues to be an important issue. The notion that leishmania infection alters the mobility of membrane proteins stems from our previous study where we showed that the distance between subunits of IFNγ receptor (R1 and R2) on the cell surface of LD infected cell is increased, but is restored to normal by liposomal cholesterol treatment.We determined the lateral mobility of a membrane protein in normal, LD infected and liposome treated LD infected cells using GFP-tagged PLCδ1 as a probe. The mobility of PLCδ1 was computationally analyzed from the time lapse experiment using boundary distance plot and radial profile movement. Our results showed that the lateral mobility of the membrane protein, which is increased in infection, is restored to normal upon liposomal cholesterol treatment. The results of FRAP experiment lent further credence to the above notion. The membrane proteins are intimately linked with cellular actin and alteration of cellular actin may influence lateral mobility. We found that F-actin is decreased in infection but is restored to normal upon liposomal cholesterol treatment as evident from phalloidin staining and also from biochemical analysis by immunoblotting.To our knowledge this is the first direct demonstration that LD parasites during their intracellular life cycle increases lateral mobility of membrane proteins and decreases F-actin level in infected macrophages. Such defects may contribute to ineffective intracellular signaling and other cellular functions.

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

Translated Description (Arabic)

يقلل طفيلي البروتوزوان الليشمانيا دونوفاني (LD) من الكوليسترول الخلوي للمضيف ربما لمصلحته الخاصة. يوجد الكوليسترول في الغالب في الحجرة المتخصصة لغشاء البلازما. لا تزال العلاقة بين حركة البروتينات الغشائية ونضوب الكوليسترول من الغشاء قضية مهمة. تنبع فكرة أن عدوى الليشمانيا تغير حركة البروتينات الغشائية من دراستنا السابقة حيث أظهرنا أن المسافة بين الوحدات الفرعية لمستقبلات IFNγ (R1 و R2) على سطح الخلية المصابة بـ LD يتم زيادتها، ولكن يتم استعادتها إلى طبيعتها عن طريق علاج الكوليسترول الشحمي. حددنا الحركة الجانبية لبروتين غشائي في الخلايا المصابة الطبيعية، المصابة بـ LD وعالجت LD الخلايا المصابة باستخدام PLCδ1 الموسومة بـ GFP كمسبار. تم تحليل حركة PLCδ 1 حسابيًا من تجربة الفاصل الزمني باستخدام مخطط المسافة الحدودية وحركة القطاع الجانبي الشعاعي. أظهرت نتائجنا أن الحركة الجانبية لبروتين الغشاء، والتي تزداد في العدوى، تعود إلى طبيعتها عند علاج الكوليسترول الدهني. أعطت نتائج تجربة FRAP مزيدًا من المصداقية للفكرة المذكورة أعلاه. ترتبط بروتينات الغشاء ارتباطًا وثيقًا بالأكتين الخلوي وقد يؤثر تغيير الأكتين الخلوي على الحركة الجانبية. وجدنا أن F - Actin ينخفض في العدوى ولكن يتم استعادته إلى طبيعته عند علاج الكوليسترول الدهني كما هو واضح من تلطيخ الفالويدين وأيضًا من التحليل الكيميائي الحيوي عن طريق التخثر المناعي. على حد علمنا، هذا هو أول دليل مباشر على أن طفيليات LD خلال دورة حياتها داخل الخلايا تزيد من الحركة الجانبية للبروتينات الغشائية وتقلل من مستوى F - Actin في البلاعم المصابة. قد تساهم هذه العيوب في الإشارات داخل الخلايا غير الفعالة والوظائف الخلوية الأخرى.

Translated Description (French)

Le parasite protozoaire Leishmania donovani (LD) réduit le cholestérol cellulaire de l'hôte, peut-être pour son propre bénéfice. Le cholestérol est principalement présent dans le compartiment spécialisé de la membrane plasmique. La relation entre la mobilité des protéines membranaires et l'appauvrissement en cholestérol de la membrane continue d'être un problème important. L'idée que l'infection par leishmania altère la mobilité des protéines membranaires provient de notre étude précédente où nous avons montré que la distance entre les sous-unités du récepteur IFNγ (R1 et R2) à la surface cellulaire de la cellule infectée par la LD est augmentée, mais est rétablie à la normale par le traitement du cholestérol liposomal. Nous avons déterminé la mobilité latérale d'une protéine membranaire dans les cellules infectées par la LD normales, infectées par la LD et traitées par les liposomes en utilisant la PLCδ1 marquée par la GFP comme sonde. La mobilité de PLCδ1 a été analysée par calcul à partir de l'expérience de laps de temps en utilisant le tracé de la distance limite et le mouvement du profil radial. Nos résultats ont montré que la mobilité latérale de la protéine membranaire, qui est augmentée en cas d'infection, est rétablie à la normale lors du traitement du cholestérol liposomal. Les résultats de l'expérience du FRAP ont donné plus de crédibilité à la notion ci-dessus. Les protéines membranaires sont intimement liées à l'actine cellulaire et l'altération de l'actine cellulaire peut influencer la mobilité latérale. Nous avons constaté que la F-actine est diminuée dans l'infection mais est rétablie à la normale lors du traitement du cholestérol liposomal, comme en témoignent la coloration à la phalloïdine et également l'analyse biochimique par immunoblotting. À notre connaissance, il s'agit de la première démonstration directe que les parasites LD au cours de leur cycle de vie intracellulaire augmentent la mobilité latérale des protéines membranaires et diminuent le niveau de F-actine dans les macrophages infectés. De tels défauts peuvent contribuer à une signalisation intracellulaire inefficace et à d'autres fonctions cellulaires.

Translated Description (Spanish)

El parásito protozoario Leishmania donovani (LD) reduce el colesterol celular del huésped posiblemente para su propio beneficio. El colesterol está presente principalmente en el compartimento especializado de la membrana plasmática. La relación entre la movilidad de las proteínas de la membrana y el agotamiento del colesterol de la membrana sigue siendo un tema importante. La noción de que la infección por leishmania altera la movilidad de las proteínas de membrana se deriva de nuestro estudio anterior, donde demostramos que la distancia entre las subunidades del receptor IFNγ (R1 y R2) en la superficie celular de las células infectadas con LD aumenta, pero se restaura a la normalidad mediante el tratamiento con colesterol liposomal. Determinamos la movilidad lateral de una proteína de membrana en células infectadas con LD normales y tratadas con liposomas utilizando PLCδ1 etiquetado con GFP como sonda. La movilidad de PLCδ1 se analizó computacionalmente a partir del experimento de lapso de tiempo utilizando la gráfica de distancia límite y el movimiento del perfil radial. Nuestros resultados mostraron que la movilidad lateral de la proteína de membrana, que aumenta en la infección, se restablece a la normalidad tras el tratamiento con colesterol liposomal. Los resultados del experimento FRAP dieron mayor credibilidad a la noción anterior. Las proteínas de la membrana están íntimamente relacionadas con la actina celular y la alteración de la actina celular puede influir en la movilidad lateral. Descubrimos que la F-actina disminuye en la infección, pero se restablece a la normalidad tras el tratamiento con colesterol liposomal, como resulta evidente de la tinción con faloidina y también del análisis bioquímico por inmunotransferencia. Hasta donde sabemos, esta es la primera demostración directa de que los parásitos LD durante su ciclo de vida intracelular aumentan la movilidad lateral de las proteínas de la membrana y disminuyen el nivel de F-actina en los macrófagos infectados. Dichos defectos pueden contribuir a una señalización intracelular ineficaz y otras funciones celulares.

Files

journal.pntd.0003367&type=printable.pdf

Files (1.1 MB)

⚠️ 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
md5:864caf74c1e29f5c0a00f9c5bc56da58
1.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
عدوى الليشمانيا الدونوفانية تعزز الحركة الجانبية لبروتين غشاء البلاعم الذي يتم عكسه بواسطة الكوليسترول الشحمي
Translated title (French)
L'infection à Leishmania donovani améliore la mobilité latérale de la protéine membranaire des macrophages qui est inversée par le cholestérol liposomal
Translated title (Spanish)
La infección por Leishmania donovani mejora la movilidad lateral de la proteína de la membrana de los macrófagos que es revertida por el colesterol liposomal

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2027459669
DOI
10.1371/journal.pntd.0003367

Is supplement to
https://openalex.org/W2979963851 (Other)
https://openalex.org/W2414348508 (Other)
https://openalex.org/W2301817337 (Other)
https://openalex.org/W2294875669 (Other)
https://openalex.org/W2244968440 (Other)
https://openalex.org/W2171833596 (Other)
https://openalex.org/W2141284306 (Other)
https://openalex.org/W2015648718 (Other)
https://openalex.org/W2012566381 (Other)
https://openalex.org/W2001561073 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1560647825
  • https://openalex.org/W1564861448
  • https://openalex.org/W1644042166
  • https://openalex.org/W1652102492
  • https://openalex.org/W1704045495
  • https://openalex.org/W1845375977
  • https://openalex.org/W1955764924
  • https://openalex.org/W1964200211
  • https://openalex.org/W1964357332
  • https://openalex.org/W1966809419
  • https://openalex.org/W1972338658
  • https://openalex.org/W1987215061
  • https://openalex.org/W2017451770
  • https://openalex.org/W2021211941
  • https://openalex.org/W2023993671
  • https://openalex.org/W2031184357
  • https://openalex.org/W2036238089
  • https://openalex.org/W2038999037
  • https://openalex.org/W2043664104
  • https://openalex.org/W2045520658
  • https://openalex.org/W2045686828
  • https://openalex.org/W2046291591
  • https://openalex.org/W2046414016
  • https://openalex.org/W2053642248
  • https://openalex.org/W2068218481
  • https://openalex.org/W2073802090
  • https://openalex.org/W2081769662
  • https://openalex.org/W2082688327
  • https://openalex.org/W2083113459
  • https://openalex.org/W2095873315
  • https://openalex.org/W2096234619
  • https://openalex.org/W2096838114
  • https://openalex.org/W2108167818
  • https://openalex.org/W2110979251
  • https://openalex.org/W2113674815
  • https://openalex.org/W2114789036
  • https://openalex.org/W2120638610
  • https://openalex.org/W2130900335
  • https://openalex.org/W2136640191
  • https://openalex.org/W2146667732
  • https://openalex.org/W2153841101
  • https://openalex.org/W2158683467
  • https://openalex.org/W2160085864
  • https://openalex.org/W2160979794
  • https://openalex.org/W2168167465
  • https://openalex.org/W2605068739
  • https://openalex.org/W3104942788
  • https://openalex.org/W35097119