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Molecular and cellular biology2015Sep01Vol.35issue(17)

サルモネラは宿主マイクロRNAを誘導してsumoylationを調節します:細胞内生存のための新しいアーセナル

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

翻訳後修飾(PTM)は、タンパク質の多くの基本特性を変える可能性があります。それらの1つまたは組み合わせは、多くの細胞経路のダイナミクスを調節し、その結果、すべての重要なプロセスを調節することが知られています。当然のことながら、病原体は洗練された戦略を進化させて、これらのメカニズムを覆し、宿主機能を瞬時に制御することを達成しています。ここでは、すべての基本細胞プロセスの中心であるPTM経路である宿主Sumoylationの腸内病原体腸内菌菌菌(S. Typhimurium)による変調の最初の報告を提示します。細胞培養とマウスモデルの両方で、S。typhimurium感染が動的なSUMO結合プロテオームの変化をもたらしたことが観察されました。S. Typhimuriumの細胞内生存は、感染の減少とSumoアップレギュレートされた細胞のサルモネラ誘発フィラメント(SIF)によって明らかにされたように、SUMOの状態に依存していました。S. Typhimurium依存性SUMO変調は、タンパク質と転写産物レベルの両方で、重要なSUMO経路酵素UBC-9およびPIAS1の枯渇の結果として見られました。機械的には、UBC-9の枯渇は、S。typhimurium感染中の小さな非コードRNAS miR30cおよびmiR30eのアップレギュレーションに依存していました。これは、UBC-9のダウンモジュレーションと感染の成功の両方に必要であり、十分でした。したがって、私たちは、S。typhimurium感染および細胞内生存の根底にある不可欠なメカニズムである、宿主Sumoylationの病原体媒介摂動の新しい戦略を示します。

翻訳後修飾(PTM)は、タンパク質の多くの基本特性を変える可能性があります。それらの1つまたは組み合わせは、多くの細胞経路のダイナミクスを調節し、その結果、すべての重要なプロセスを調節することが知られています。当然のことながら、病原体は洗練された戦略を進化させて、これらのメカニズムを覆し、宿主機能を瞬時に制御することを達成しています。ここでは、すべての基本細胞プロセスの中心であるPTM経路である宿主Sumoylationの腸内病原体腸内菌菌菌(S. Typhimurium)による変調の最初の報告を提示します。細胞培養とマウスモデルの両方で、S。typhimurium感染が動的なSUMO結合プロテオームの変化をもたらしたことが観察されました。S. Typhimuriumの細胞内生存は、感染の減少とSumoアップレギュレートされた細胞のサルモネラ誘発フィラメント(SIF)によって明らかにされたように、SUMOの状態に依存していました。S. Typhimurium依存性SUMO変調は、タンパク質と転写産物レベルの両方で、重要なSUMO経路酵素UBC-9およびPIAS1の枯渇の結果として見られました。機械的には、UBC-9の枯渇は、S。typhimurium感染中の小さな非コードRNAS miR30cおよびmiR30eのアップレギュレーションに依存していました。これは、UBC-9のダウンモジュレーションと感染の成功の両方に必要であり、十分でした。したがって、私たちは、S。typhimurium感染および細胞内生存の根底にある不可欠なメカニズムである、宿主Sumoylationの病原体媒介摂動の新しい戦略を示します。

Posttranslational modifications (PTMs) can alter many fundamental properties of a protein. One or combinations of them have been known to regulate the dynamics of many cellular pathways and consequently regulate all vital processes. Understandably, pathogens have evolved sophisticated strategies to subvert these mechanisms to achieve instantaneous control over host functions. Here, we present the first report of modulation by intestinal pathogen Salmonella enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium) of host SUMOylation, a PTM pathway central to all fundamental cellular processes. Both in cell culture and in a mouse model, we observed that S. Typhimurium infection led to a dynamic SUMO-conjugated proteome alteration. The intracellular survival of S. Typhimurium was dependent on SUMO status as revealed by reduced infection and Salmonella-induced filaments (SIFs) in SUMO-upregulated cells. S. Typhimurium-dependent SUMO modulation was seen as a result of depletion of crucial SUMO pathway enzymes Ubc-9 and PIAS1, at both the protein and the transcript levels. Mechanistically, depletion of Ubc-9 relied on upregulation of small noncoding RNAs miR30c and miR30e during S. Typhimurium infection. This was necessary and sufficient for both down-modulation of Ubc-9 and a successful infection. Thus, we demonstrate a novel strategy of pathogen-mediated perturbation of host SUMOylation, an integral mechanism underlying S. Typhimurium infection and intracellular survival.

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