Молекулярные биологи обнаружили специализированный белок TgPRO, который позволяет паразиту Toxoplasma gondii успешно адаптироваться к экстремальной тесноте и нехватке питательных веществ внутри хронических тканевых цист. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на исследование в журнале Cell.
Ученые из Института биомедицинских исследований Вайтхеда и Массачусетского технологического института определили молекулярные механизмы, обеспечивающие невероятную живучесть распространенного паразитарного внутриклеточного организма Toxoplasma gondii. Во время затяжной хронической стадии инфекции сотни особей этого паразита плотно упаковываются в защитные оболочки — цисты, локализованные в тканях головного мозга или мышечных клетках хозяина. В условиях критической перенаселенности патогены сталкиваются с дефицитом ресурсов, накоплением клеточных отходов и разрушительным окислительным стрессом. С помощью полногеномного скрининга исследователи выяснили, как именно клетки адаптируют свой метаболизм к жизни в агрессивной изолированной среде.
Биологи идентифицировали ранее не изученный белок TgPRO, который выполняет функцию главного регулятора метаболических процессов. Этот соединительный агент относится к классу РНК-связывающих белков и действует как стабилизатор генетических сообщений, отвечающих за переработку глюкозы, митохондриальную активность и сборку железосернистых кластеров, необходимых для работы важнейших ферментов. Направленно контролируя эти узлы, защитный белок предотвращает накопление активных форм кислорода, способных уничтожить колонию. Лабораторные эксперименты показали, что при искусственном отключении гена TgPRO паразиты теряют способность конкурировать в плотной популяции, а у подопытных мышей формируются аномально маленькие мозговые цисты.
Примечательно, что структура обнаруженного белка абсолютно не похожа на аналогичные регуляторные механизмы млекопитающих, бактерий или дрожжей, хотя решает абсолютно ту же биологическую задачу. Столь яркий пример конвергентной эволюции указывает на то, что способность координировать метаболизм в ответ на окислительный стресс является фундаментальным требованием для выживания клеток в экстремальных условиях. Авторы работы подчеркивают, что искусственное ингибирование путей жизнеобеспечения TgPRO лишит токсоплазму защиты от внешней перегрузки. Это сделает опасный хронический патоген уязвимым перед существующими антипаразитарными лекарственными препаратами.
Обложка: зелёным отмечены паразиты Toxolasma, пурпурным — белок сборки железо-серных кластеров ISCU, синим — ядра (как паразита, так и хозяина, но преимущественно хозяина). Источник: Whitehead Institute / Lourido Lab
