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タイトルCryogenic electron tomography reveals novel structures in the apical complex of .
ジャーナル・号・ページmBio, Vol. 15, Issue 4, Page e0286423, Year 2024
掲載日2024年4月10日
著者Stella Y Sun / Li-Av Segev-Zarko / Grigore D Pintilie / Chi Yong Kim / Sophia R Staggers / Michael F Schmid / Elizabeth S Egan / Wah Chiu / John C Boothroyd /
PubMed 要旨Intracellular infectious agents, like the malaria parasite, , face the daunting challenge of how to invade a host cell. This problem may be even harder when the host cell in question is the ...Intracellular infectious agents, like the malaria parasite, , face the daunting challenge of how to invade a host cell. This problem may be even harder when the host cell in question is the enucleated red blood cell, which lacks the host machinery co-opted by many pathogens for internalization. Evolution has provided and related single-celled parasites within the phylum Apicomplexa with a collection of organelles at their apical end that mediate invasion. This apical complex includes at least two sets of secretory organelles, micronemes and rhoptries, and several structural features like apical rings and a putative pore through which proteins may be introduced into the host cell during invasion. We perform cryogenic electron tomography (cryo-ET) equipped with Volta Phase Plate on isolated and vitrified merozoites to visualize the apical machinery. Through tomographic reconstruction of cellular compartments, we see new details of known structures like the rhoptry tip interacting directly with a rosette resembling the recently described rhoptry secretory apparatus (RSA) or with an apical vesicle docked beneath the RSA. Subtomogram averaging reveals that the apical rings have a fixed number of repeating units, each of which is similar in overall size and shape to the units in the apical rings of tachyzoites of . Comparison of these polar rings in and parasites also reveals them to have a structurally conserved assembly pattern. These results provide new insight into the essential and structurally conserved features of this remarkable machinery used by apicomplexan parasites to invade their respective host cells.
IMPORTANCE: Malaria is an infectious disease caused by parasites of the genus and is a leading cause of morbidity and mortality globally. Upon infection, parasites invade and replicate in red blood cells, where they are largely protected from the immune system. To enter host cells, the parasites employ a specialized apparatus at their anterior end. In this study, advanced imaging techniques like cryogenic electron tomography (cryo-ET) and Volta Phase Plate enable unprecedented visualization of whole merozoites, revealing previously unknown structural details of their invasion machinery. Key findings include new insights into the structural conservation of apical rings shared between and its apicomplexan cousin, . These discoveries shed light on the essential and conserved elements of the invasion machinery used by these pathogens. Moreover, the research provides a foundation for understanding the molecular mechanisms underlying parasite-host interactions, potentially informing strategies for combating diseases caused by apicomplexan parasites.
リンクmBio / PubMed:38456679 / PubMed Central
手法EM (サブトモグラム平均) / EM (トモグラフィー)
解像度41.0 - 59.67 Å
構造データ

EMDB-28125: Plasmodium falciparum merozoites apical 2-ring units
手法: EM (サブトモグラム平均) / 解像度: 41.0 Å

EMDB-28126: Toxoplasma apical rings
手法: EM (サブトモグラム平均) / 解像度: 59.67 Å

EMDB-28138: 3D reconstruction of the apical complex of Plasmodium falciparum (3D7) free merozoite
手法: EM (トモグラフィー)

EMDB-28141: 3D reconstruction of the apical complex of Plasmodium falciparum (3D7) free merozoite
手法: EM (トモグラフィー)

EMDB-28142: 3D Reconstruction of Plasmodium falciparum (3D7) free merozoite
手法: EM (トモグラフィー)

由来
  • Plasmodium falciparum 3D7 (マラリア病原虫)
  • Toxoplasma gondii RH (トキソプラズマ)

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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