Giardia Lambliaの新規植物GARP様転写因子

GARPホモログは、転写、リン伝達シグナル伝達、分化の調節を含むさまざまな主要な細胞機能に必要な植物のDNA結合タンパク質の大きなファミリーを構成します。しかし、この遺伝子ファミリーのメンバーは、これまで酵母、動物、または原生動物の寄生虫で報告されていません。Giardia Lambliaゲノム（GARP様タンパク質またはGLP）に推定GARPドメインを持つ4つの遺伝子を特定しました。GLP1 mRNAレベルは、エンキスステーション中にわずかに増加しました。エピトープタグ付きGLP1は、核の両方に局在し、染色したジアルジア細胞の割合はエンシスター中に10倍増加しました。組換えGLP1は、調節されたCWP1と構成的RAN遺伝子プロモーターの両方に特異的に結合し、二本鎖構成に結合しました。GARPのようなドメインを含むGLP1のC末端領域は、DNA結合活性をコードしました。突然変異分析により、GLP1のこれらのプロモーターへの結合には（A/G）ATCN配列が必要であることが明らかになりました。また、GLP2が同様の結合部位を認識していることも発見しました。変異したプラスミドとトランスフェクションアッセイを使用して、GLP1/2結合部位はCWP1の陽性CIS作用要素であり、トロフォゾイトと包帯細胞の両方で遺伝子プロモーターを実行することを実証しました。GLP1は、原生動物の寄生虫に見られる最初のGARPファミリー遺伝子です。我々の結果は、GLP1が重要な転写活性化因子であり、その結合部位が特定のジアルジア遺伝子の陽性プロモーター要素であることを示唆しています。

GARP homologues constitute a large family of DNA-binding proteins in plants that may be needed for a variety of key cellular functions including regulation of transcription, phosphotransfer signaling, and differentiation. However, no member of this gene family has been reported to date in yeast, animals, or protozoan parasites. We have identified four genes with putative GARP domains in the Giardia lamblia genome (GARP-like protein or GLP). The glp1 mRNA levels increased slightly during encystation. Epitope-tagged GLP1 localized to both nuclei and the proportion of stained Giardia cells increased by 10-fold during encystation. Recombinant GLP1 specifically bound to both the regulated cwp1 and constitutive ran gene promoters in their double-stranded configurations. The C-terminal region of GLP1 containing the GARP-like domain encoded the DNA binding activity. Mutation analysis revealed that an (A/G)ATCN sequence was required for binding of GLP1 to these promoters. We also found that GLP2 recognized similar binding sites. Using mutated plasmids and transfection assays, we demonstrated that the GLP1/2 binding sites are positive cis-acting elements of the cwp1 and ran gene promoters in both trophozoites and encysting cells. GLP1 is the first GARP family gene found in protozoan parasites. Our results suggest that GLP1 may be an important transcriptional activator and that its binding sites are positive promoter elements for certain Giardia genes.