ABSTRACT The 6-kDa early secreted antigenic target ESAT-6 and the 10-kDa culture filtrate protein CFP-10 of Mycobacterium tuberculosis are secreted by the ESX-1 system into the host cell and thereby contribute to pathogenicity. Although different studies performed at the organismal and cellular levels have helped to explain ESX-1-associated phenomena, not much is known about how ESAT-6 and CFP-10 contribute to pathogenesis at the molecular level. In this study we describe the interaction of both proteins with lipid bilayers, using biologically relevant liposomal preparations containing dimyristoylphosphatidylcholine (DMPC), dimyristoylphosphatidylglycerol, and cholesterol. Using floatation gradient centrifugation, we demonstrate that ESAT-6 showed strong association with liposomes, and in particular with preparations containing DMPC and cholesterol, whereas the interaction of CFP-10 with membranes appeared to be weaker and less specific. Most importantly, binding to the biomembranes no longer occurred when the proteins were present as a 1:1 ESAT-6·CFP-10 complex. However, lowering of the pH resulted in dissociation of the protein complex and subsequent protein-liposome interaction. Finally, cryoelectron microscopy revealed that ESAT-6 destabilized and lysed liposomes, whereas CFP-10 did not. In conclusion, we propose that one of the main features of ESAT-6 in the infection process of M. tuberculosis is the interaction with biomembranes that occurs after dissociation from its putative chaperone CFP-10 under acidic conditions typically encountered in the phagosome.

Abstract Whereas extracellular vesicle (EV) research has become commonplace in different biomedical fields, this field of research is still in its infancy in mycology. Here we provide a robust set of data regarding the structural and compositional aspects of EVs isolated from the fungal pathogenic species Cryptococcus neoformans, C. deneoformans and C. deuterogattii . Using cutting-edge methodological approaches including cryogenic electron microscopy and cryogenic electron tomography, proteomics, and flow cytometry, we revisited cryptococcal EV features and suggest a new EV structural model, in which the vesicular lipid bilayer is covered by mannoprotein-based fibrillar decoration, bearing the capsule polysaccharide as its outer layer. About 10% of the EV population is devoid of fibrillar decoration, adding another aspect to EV diversity. By analyzing EV protein cargo from the three species, we characterized the typical Cryptococcus EV proteome. It contains several membrane-bound protein families, including some Tsh proteins bearing a SUR7/PalI motif. The presence of known protective antigens on the surface of Cryptococcus EVs, resembling the morphology of encapsulated virus structures, suggested their potential as a vaccine. Indeed, mice immunized with EVs obtained from an acapsular C. neoformans mutant strain rendered a strong antibody response in mice and significantly prolonged their survival upon C. neoformans infection.

Networks of intermediate filaments (IFs) need to constantly reorganize to fulfil their functions at different locations within the cell. The mechanism of IF assembly is well described and involves filament end-to-end annealing. By contrast, the mechanisms involved in IF disassembly are far less understood. In vitro , IFs are assumed to be very stable and their disassembly negligible. IF fragmentation has been observed in many cell types, but it has been suggested to be associated with active processes such as IF post-translational modifications. In this article, we uncover the contribution of filament spontaneous fragmentation in the assembly dynamics of type III vimentin IF using a combination of in vitro reconstitution probed by fluorescence imaging and theoretical modeling. We first show that vimentin assembly at low concentrations results in an equilibrium between filament annealing and fragmentation at times ≥24 hours. At higher concentrations, entanglements kinetically trap the system out of equilibrium, and we show that this trapping is reversible upon dilution. Taking into account both fragmentation and entanglement, we estimate that the mean bond breaking time is ∼18 hours. This translates into a mean breaking time of ∼ 5 hours for a 1 μm long filament, which is a relevant time scale for IF reorganization in live cells. Finally, we provide direct evidence through dual-color imaging that filament fragmentation and annealing coexist during assembly. By showing that IF fragmentation can occur without cofactors or post-translational modifications, our study provides new insights into the physical understanding of the IF length regulation.

ABSTRACT Resistance to fluconazole (FLC), the most widely used antifungal drug, is typically achieved by altering the azole drug target and/or drug efflux pumps. Recent reports have suggested a link between vesicular trafficking and antifungal resistance. Here, we identified novel Cryptococcus neoformans regulators of extracellular vesicle (EV) biogenesis that impact FLC resistance. In particular, the transcription factor Hap2 does not affect the expression of the drug target or efflux pumps, yet it impacts the cellular sterol profile. Subinhibitory FLC concentrations also downregulate EV production. Moreover, in vitro spontaneous FLC-resistant colonies showed altered EV production, and the acquisition of FLC resistance was associated with decreased EV production in clinical isolates. Finally, the reversion of FLC resistance was associated with increased EV production. These data suggest a model in which fungal cells can regulate EV production in place of regulating the drug target gene expression as a first line of defense against antifungal assault in this fungal pathogen. IMPORTANCE Extracellular vesicles (EVs) are membrane-enveloped particles that are released by cells into the extracellular space. Fungal EVs can mediate community interactions and biofilm formation but thier functions remain poorly understood. Here, we report the identification of the first regulators of EV production in the major fungal pathogen Cryptococcus neoformans. Surprisingly, we uncover a novel role of EVs in modulating antifungal drug resistance. Disruption of EV production was associated with altered lipid composition and changes in fluconazole susceptibility. Spontaneous azole-resistant mutants were deficient in EV production, while loss of resistance restored initial EV production levels. These findings were recapitulated in C. neoformans clinical isolates, indicating that azole resistance and EV production are coregulated in diverse strains. Our study reveals a new mechanism of drug resistance in which cells adapt to azole stress by modulating EV production.

ABSTRACT The nonstructural NS1 protein is a virulence factor secreted by dengue virus (DENV)-infected cells. NS1 is known to alter the complement system, activate immune cells and perturb endothelial barriers. Here we show that pro-inflammatory signals are triggered by a high affinity complex formed between NS1 and human high-density lipoproteins (HDL). Electron microscopy images of the NS1-HDL complexes show spherical HDL particles with rod-shaped NS1 protrusions on their surface. These complexes are readily detectable in the plasma of hospitalized dengue patients using anti-apolipoprotein A-I (ApoA-I) antibodies specific of the HDL moiety. The functional reprogramming of HDL particles by the NS1 protein as a means to exacerbate systemic inflammation during DENV infection provides a new paradigm linking the human lipoprotein network to dengue pathogenesis.