Материнские клетки как доноры органелл

Микробиологи из LMU и Университета Глазго обнаружили процесс рециклинга у эукариотического паразита Toxoplasma gondii, который играет ключевую роль в необычном способе размножения организма.

Toxoplasma gondii, одноклеточный возбудитель токсоплазмоза, размножается необычным образом — путём внутреннего почкования. Это подразумевает развитие двух дочерних клеток внутри цитоплазмы материнской клетки. По завершении процесса материнская клетка подвергается лизису, а дочерние клетки высвобождаются в инфицированную клетку-хозяина. Дочерние клетки продолжают пролиферировать, пока сама клетка-хозяин, наконец, не разрывается. T. gondii — глобально распространённый инфекционный агент. Как правило, инфекция безвредна. Однако во время беременности передача паразита плоду может серьёзно повредить его развитию.

Группа исследователей под руководством профессора экспериментальной паразитологии LMU Маркуса Мейснера в сотрудничестве с доктором Хавьером Перисом из Университета Глазго описала явление, играющее важную роль в бесполом размножении: во время внутреннего почкования компоненты специфической органеллы передаются материнской клеткой дочерним. Исследование опубликовано в онлайн-журнале Nature Communications.

Чтобы распознавать, прикрепляться и инфицировать клетки-хозяева, T. gondii использует органеллы, называемые роптриями и микронемы, которые секретируют набор специализированных белков, позволяющих паразиту вторгаться в клетку-мишень. После успешного заражения паразит делится. До сих пор предполагалось, что микронемы в дочерних клетках формируются заново. Однако, специфически пометив один из микронемальных белков, авторы нового исследования смогли проследить судьбу микронемы во время клеточного цикла с помощью микроскопии высокого разрешения.

Наблюдения показали, что компоненты микронемы материнской клетки делятся между дочерними клетками более или менее поровну. Кроме того, микронемальные белки заново синтезируются в дочерней клетке. Исследователи полагают, что этот рециклинг не ограничивается микронемами, а служит более общим механизмом, позволяющим пересобирать органеллы, жизненно важные для размножения паразита.

«Более того, мы показали, что рециклированные микронемы транспортируются от матери к дочери актиновыми филаментами цитоскелета, — говорит Маркус Мейснер. — Это совершенно новая функция актина у паразита. До сих пор считалось, что актин участвует исключительно в подвижности клеток у T. gondii. Когда мы лучше поймём, как регулируется эта вновь обнаруженная функция актина, мы, возможно, сможем идентифицировать новые мишени для лекарств. Это очень интересная перспектива, поскольку известно, что T. gondii обладает очень небольшим количеством актин-регулирующих белков».