Genetic dissection of a Leishmania flagellar proteome demonstrates requirement for directional motility in sand fly infections
Genetic dissection of a Leishmania flagellar proteome demonstrates requirement for directional motility in sand fly infections
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利什曼原虫鞭毛蛋白质组的基因解剖表明白蛉感染需要定向运动
DOI：
10.1101/476994
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Beneke T
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Beneke T
原生动物利什马尼亚寄生虫只有一个鞭毛，在寄生虫的生活史中，鞭毛从沙地中的前鞭毛状的长的活动鞭毛到驻留在哺乳动物吞噬细胞中的无鞭毛体中的短的静止鞭毛重塑。本研究对前鞭毛的蛋白质组成和活体功能进行了研究。分离的鞭毛和疏松的细胞体的蛋白质质谱学和无标记蛋白质富集法确定了墨西哥乳杆菌前鞭毛体的鞭毛蛋白质组(可通过ProteomeXchange获得，识别符为PXD011057)。这些信息被用来生成一个包含100个突变体的CRISPR-Cas9基因敲除文库，以筛选鞭毛缺陷。这是利什马尼亚的第一个大型淘汰屏。鉴定了56个游泳速度改变的突变(52个减少，4个增加)，并确定了不同的突变类别(游泳速度较快的人、速度较慢的人、速度较慢的人和瘫痪的细胞，包括鞭毛卷曲的前鞭毛细胞和鞭毛卷曲的细胞和旁鞭毛杆状断裂)。每个突变体都被标记了一个唯一的17个核苷酸的条形码，提供了一种简单的条形码测序(BAR-SEQ)方法来测量麦氏杆菌突变体在体内的相对适合度。在混合感染允许的沙蝇媒介Lutzmyia long gipalpis中，瘫痪的前鞭毛体和不协调的游泳者在排出血粉后在苍蝇中严重减少。随后对感染了缺乏中心蛋白PF16的单个瘫痪突变体或缺乏轴丝蛋白MBO2的不协调游泳者的果蝇进行的后续检查表明，这些前鞭毛体没有到达果蝇消化道的前部。这些数据表明，墨西哥斑潜蝇需要定向运动才能成功地定植沙蝇。
The protozoan parasiteLeishmaniapossesses a single flagellum, which is remodelled during the parasite’s life cycle from a long motile flagellum in promastigote forms in the sand fly to a short immotile flagellum in amastigotes residing in mammalian phagocytes. This study examined the protein composition andin vivofunction of the promastigote flagellum. Protein mass spectrometry and label free protein enrichment testing of isolated flagella and deflagellated cell bodies defined a flagellar proteome forL.mexicanapromastigote forms (available via ProteomeXchange with identifier PXD011057). This information was used to generate a CRISPR-Cas9 knockout library of 100 mutants to screen for flagellar defects. This first large-scale knockout screen in aLeishmaniasp. identified 56 mutants with altered swimming speed (52 reduced and 4 increased) and defined distinct mutant categories (faster swimmers, slower swimmers, slow uncoordinated swimmers and paralysed cells, including aflagellate promastigotes and cells with curled flagella and disruptions of the paraflagellar rod). Each mutant was tagged with a unique 17-nt barcode, providing a simple barcode sequencing (bar-seq) method for measuring the relative fitness ofL.mexicanamutantsin vivo. In mixed infections of the permissive sand fly vectorLutzomyia longipalpis, paralysed promastigotes and uncoordinated swimmers were severely diminished in the fly after defecation of the bloodmeal. Subsequent examination of flies infected with a single paralysed mutant lacking the central pair protein PF16 or an uncoordinated swimmer lacking the axonemal protein MBO2 showed that these promastigotes did not reach anterior regions of the fly alimentary tract. These data show thatL.mexicananeed directional motility for successful colonisation of sand flies.
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