Opis projektu
Wizualizacja niezwykłego mechanizmu infekcji wykorzystywanego przez niewielkie patogenne grzyby
Mikrosporydia stanowią coraz większe zagrożenie dla łańcuchów dostaw żywności, środowiska i zdrowia ludzi na całym świecie. Sklasyfikowane jako nowe patogeny, którym nadano wysoki priorytet, te niezwykłe organizmy tworzące zarodniki są oportunistycznymi patogennymi grzybami, które mogą również stanowić problem z punktu widzenia opracowywania nowych leków. Aby rozszerzyć naszą wiedzę na temat cech biologicznych komórek, od których zależy możliwość ich zakażenia przez mikrosporydia, zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu PolTube zajmie się opracowaniem modeli strukturalnych i mechanistycznych aparatu ataku, czyli rurki polarnej. Badacze zamierzają przede wszystkim wykorzystać innowacyjne podejście oparte na najnowocześniejszych technikach biologii strukturalnej oraz nowo opracowanych narzędziach in vivo do badania struktury i funkcji rurki polarnej mikrosporydiów. W wyniku przeprowadzonych badań powstanie model architektury inwazyjnego organellum, który rzuci nowe światło na wyjątkową specjalizację ewolucyjną tych dotychczas słabo zbadanych organizmów i dostarczy nowych narzędzi do badań nad mikrosporydiami.
Cel
Microsporidia are opportunistic fungal pathogens that infect organisms as evolutionarily divergent as protists and mammals. Due to their growing impact on the global food supply chain, the environment, and human health, these unusual spore-forming organisms have been classified as emerging pathogens of high priority. Intriguing cell biological features that are central to microsporidian infectivity and pose challenges to drug development are poorly understood due to a lack of structural information and the absence of genetic tools. As energy parasites, microsporidia survive with the smallest eukaryotic genome and without classical mitochondria through an obligate intracellular lifestyle. A fascinating infection mechanism, which involves a long, hollow protein structure, is essential for efficient host invasion. The microsporidia-specific infection apparatus consists of several structural proteins that form the polar tube, which is used to inject the entire cytoplasm from the infectious spore into the host cell. Here, we will use an innovative approach to provide the structural and mechanistic basis of the microsporidian infection mechanism by using cutting-edge structural biology techniques and novel developed in-vivo tools. By studying the endogenous polar-tube, we will identify new elements and provide an architectural model of the invasion organelle. Reconstitution and biochemical characterization of the major components of the polar tube, followed by high-resolution cryo-EM studies, will unravel the polar tube protein interaction network and provide near-atomic information to complement the architectural model. Together with the development of genetic methods to tag, visualize and manipulate components in-vivo, we will provide a comprehensive model of the infection process, give insights into the specialization and evolution of a fascinating and understudied organism and deliver ground-breaking tools to open new frontiers in microsporidian research.
Dziedzina nauki
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculesproteins
- natural sciencesbiological sciencesmicrobiologymycology
- natural sciencesbiological scienceszoologymammalogy
- natural sciencesbiological sciencesmolecular biologystructural biology
- natural sciencesbiological sciencesgeneticsgenomeseukaryotic genomes
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
901 87 Umea
Szwecja