Septins and K63 ubiquitin chains are present in separate bacterial microdomains during autophagy of entrapped Shigella.
Septins and K63 ubiquitin chains are present in separate bacterial microdomains during autophagy of entrapped Shigella.
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DOI：
10.1242/jcs.261139
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发表时间：
2023-04-01
影响因子：
4
通讯作者：
Mostowy S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lobato-Márquez D;Conesa JJ;López-Jiménez AT;Divine ME;Pruneda JN;Mostowy S
在宿主细胞入侵过程中，志贺氏菌逃逸到细胞质中并聚合肌动蛋白进行细胞间扩散。为了限制细胞间的传播，宿主细胞采用细胞自主免疫反应，包括抗菌自噬和septin笼包埋。septins如何与自噬过程相互作用，以志贺菌为目标进行破坏尚不清楚。在这里，我们采用相关的光和低温软x射线断层扫描（cro - sxt）管道来研究志贺氏菌septin笼在其接近天然状态下的包裹。定量冷冻- sxt显示志贺氏菌片段线粒体，并使被包裹在隔离笼中的志贺氏菌周围的x射线致密结构（~ 30 nm分辨率）可视化。使用airscan共聚焦显微镜，我们观察到赖氨酸63 （K63）连接的泛素链修饰了包裹的志贺氏菌。值得注意的是，septin和K63链存在于不同的细菌微域中，表明它们在抗菌自噬过程中分别被募集。Cryo-SXT和活细胞成像显示，在志贺氏菌自噬过程中，septins和lc3b阳性膜之间存在相互作用。总之，这些发现证明了septin笼型志贺氏菌如何成为自噬的目标，并为自噬-细胞骨架相互作用提供了基本的见解。摘要：我们的超分辨率显微镜和低温软X射线断层扫描的结合为志贺氏菌的septin笼包裹如何与泛素介导的自噬协调提供了基本的见解。
During host cell invasion, Shigella escapes to the cytosol and polymerizes actin for cell-to-cell spread. To restrict cell-to-cell spread, host cells employ cell-autonomous immune responses including antibacterial autophagy and septin cage entrapment. How septins interact with the autophagy process to target Shigella for destruction is poorly understood. Here, we employed a correlative light and cryo-soft X-ray tomography (cryo-SXT) pipeline to study Shigella septin cage entrapment in its near-native state. Quantitative cryo-SXT showed that Shigella fragments mitochondria and enabled visualization of X-ray-dense structures (∼30 nm resolution) surrounding Shigella entrapped in septin cages. Using Airyscan confocal microscopy, we observed lysine 63 (K63)-linked ubiquitin chains decorating septin-cage-entrapped Shigella. Remarkably, septins and K63 chains are present in separate bacterial microdomains, indicating they are recruited separately during antibacterial autophagy. Cryo-SXT and live-cell imaging revealed an interaction between septins and LC3B-positive membranes during autophagy of Shigella. Together, these findings demonstrate how septin-caged Shigella are targeted for autophagy and provide fundamental insights into autophagy–cytoskeleton interactions. Summary: Our combination of super resolution microscopy and cryo-soft X ray tomography provides fundamental insights into how septin cage entrapment of Shigella is coordinated with ubiquitin-mediated autophagy.
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