Полярная трубка микроспоридий: происхождение, строение, состав, функции и применение.

Паразиты и переносчики, том 16, Номер статьи: 305 (2023) Цитировать эту статью

Подробности о метриках

Микроспоридии — класс облигатных внутриклеточных паразитических одноклеточных эукариот, которые заражают различных хозяев, включая человека. Хотя разные виды микроспоридий различаются по кругу хозяев и специфичности, все они имеют одну и ту же инфекционную органеллу - полярную трубку, которая также определяется как полярная нить в зрелых спорах. В ответ на соответствующую стимуляцию окружающей среды спора прорастает с вывернутой полярной нитью, образуя полую полярную трубку, а затем инфекционный груз транспортируется в клетки-хозяева через полярную трубку. Следовательно, полярная трубка играет ключевую роль в инфекции микроспоридиями. Здесь мы рассматриваем происхождение, структуру, состав, функции и применение полярной трубки микроспоридий, уделяя особое внимание происхождению полярной нити, структурным различиям между полярной нитью и полярной трубкой, а также характеристикам белков полярной трубки. Сравнение трехмерной структуры белков, гомологичных PTP6, дает новое представление о скрининге дополнительных новых белков полярных трубок с низким сходством последовательностей в микроспоридиях. Кроме того, для лучшего понимания механизма заражения микроспоридиями суммируется взаимодействие полярной трубки со стенкой споры и хозяином. Благодаря специфичности белков полярных трубок их также используют в качестве мишени при диагностике и профилактике микроспоридиоза. Имея полученные данные, мы предлагаем будущее исследование полярной трубки микроспоридий.

Микроспоридии — класс облигатных внутриклеточных паразитических одноклеточных эукариот. В середине девятнадцатого века Nosema Bombycis был впервые идентифицирован как возбудитель, вызывающий тяжелую болезнь Пебрина у тутового шелкопряда [1]. Первоначально микроспоридии были отнесены к протистам [2]. С помощью филогенетического анализа консервативного гена (α-тубулин, β-тубулин, РНК-полимераза II, белок теплового шока 70) данные подтвердили, что микроспоридии являются кладой или сестринской группой грибов [3,4,5,6,7 ,8,9,10,11,12,13].

Микроспоридии имеют широкий круг хозяев, включая беспозвоночных, позвоночных и даже человека [14]. Сообщается, что примерно половина всех типов животных инфицирована микроспоридиями [15]. Широкий круг хозяев позволяет микроспоридиям получать больше ресурсов и возможностей для выживания [16,17,18]. Идентифицировано более 200 родов и 1700 видов микроспоридий, 17 из которых, как известно, инфицируют человека, в том числе Anncaliia connori, Anncaliia algerae, Anncaliia vesiclerum, Enterocytozoon bieneusi, Encephalitozoon cuniculi, Encephalitozoon hellem, Encephalitozoon кишечный, Pleistophora sp., Pleistophora ronneafiei. , Trachipleistophora anthropophthera, Trachipleistophora hominis, Tubulinosema acridophagus, Vittaforma corneae, Nosema ocularum, Endoreticulatus sp., Microsporidium africanum и Microsporidium ceylonensis [19,20,21,22,23,24,25]. Хотя обычно считалось, что микроспоридии, заражающие человека, заражают пациентов с ослабленным иммунитетом, в настоящее время о них сообщалось и у иммунокомпетентных лиц [23, 26,27,28].

Микроспоридии различаются по кругу хозяев и специфичности хозяина; однако все они имеют уникальную инфекционную органеллу — полярную трубку, которая также определяется как полярная нить в зрелых спорах. В ответ на соответствующую стимуляцию окружающей среды спора прорастает с вывернутой полярной нитью, как перевернутый палец перчатки, образуя полую полярную трубку [29, 30]. Процесс выброса полярной нити настолько быстрый, что видам Encephalitozoon требуется менее 500 мс для срабатывания полярной нити и прохождения инфекционного груза через полярную трубку, в то время как скорость выхода A. algerae из полярной трубки составляет до 300 мкм. /с, причем на весь процесс требуется всего 1,6 с [31]. Наконец, инфекционная спороплазма транспортируется в клетку-хозяина для завершения инвазии микроспоридий [32]. Однако процесс, посредством которого полярная трубка обеспечивает проникновение спороплазмы в клетки-хозяева, до сих пор неясен. В настоящее время наблюдаются два феномена: один, при котором полярная трубка проникает через мембрану клетки-хозяина и непосредственно доставляет инфекционную спороплазму в хозяина [33, 34], и другой, при котором полярная трубка прикрепляется к мембране клетки-хозяина, образуя инвазивную спороплазму. синапсы для создания защищенного микроокружения для спороплазмы, после чего спороплазма транспортируется в клетки-хозяева путем эндоцитоза [35]. Таким образом, полярная трубка играет важную роль в заражении микроспоридиями.