MP
Michael Panas
Author with expertise in Toxoplasmosis and Neosporosis Research
Achievements
This user has not unlocked any achievements yet.
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
4
(25% Open Access)
Cited by:
1
h-index:
19
/
i10-index:
22
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
1

Host MOSPD2 enrichment at the parasitophorous vacuole membrane varies betweenToxoplasmastrains and involves complex interactions

Abel Ferrel et al.Dec 24, 2022
Abstract Toxoplasma gondii is an obligate, intracellular parasite capable of causing severe disease in warm-blooded animals. Infection of a cell produces a unique niche for the parasite named the parasitophorous vacuole (PV) initially composed of host plasma membrane invaginated during invasion. The PV and its membrane (PVM) are subsequently decorated with a variety of parasite proteins allowing the parasite to optimally grow in addition to manipulate host processes. Recently, we reported a proximity-labeling screen at the PVM-host interface and identified host ER-resident MOSPD2 as being enriched at this location. Here we extend these findings in several important respects. First, we show that the extent and pattern of host MOSPD2 association with the PVM differs dramatically in cells infected with different strains of Toxoplasma . Second, in cells infected with Type I RH strain, the MOSPD2 staining is mutually exclusive with regions of the PVM that associate with mitochondria. Third, immunoprecipitation and LC-MS/MS with epitope-tagged MOSPD2-expressing host cells reveals strong enrichment of several PVM-localized parasite proteins, although none appear to play an essential role in MOSPD2 association. Lastly, most MOSPD2 associating with the PVM is newly translated after infection of the cell and requires the major functional domains of MOSPD2, identified as the CRAL/TRIO domain and tail anchor, although these domains were not sufficient for PVM association. Collectively, these studies provide new insight into the molecular interactions involving MOSPD2 at the dynamic interface between the PVM and the host cytosol. Importance Toxoplasma gondii is an intracellular pathogen that lives within a membranous vacuole inside of its host cell. This vacuole is decorated by a variety of parasite proteins that allow it to defend against host attack, acquire nutrients, and interact with the host cell. Recent work identified and validated host proteins enriched at this host-pathogen interface. Here, we follow up on one candidate named MOSPD2 shown to be enriched at the vacuolar membrane and describe it as having a dynamic interaction at this location depending on a variety of factors. Some of these include the presence of host mitochondria, intrinsic domains of the host protein, and whether translation is active. Importantly, we show that MOSPD2 enrichment at the vacuole membrane differs between strains indicating active involvement of the parasite with this phenotype. Altogether, these results shed light on the mechanism and role of protein associations in the host-pathogen interaction.
1
Citation1
0
Save
0

Translocation of dense granule effectors across the parasitophorous vacuole membrane in Toxoplasma-infected cells requires the activity of ROP17, a rhoptry protein kinase.

Michael Panas et al.Apr 18, 2019
Toxoplasma gondii tachyzoites co-opt host cell functions through introduction of a large set of rhoptry- and dense granule-derived effector proteins. These effectors reach the host cytosol through different means: direct injection for rhoptry effectors and translocation across the parasitophorous vacuolar membrane (PVM) for dense granule (GRA) effectors. The machinery that translocates these GRA effectors has recently been partially elucidated, revealing 3 components, MYR1, MYR2 and MYR3. To determine if other proteins might be involved, we returned to a library of mutants defective in GRA translocation and selected one with a partial defect, suggesting it might be in a gene encoding a new component of the machinery. Surprisingly, whole-genome sequencing revealed a missense mutation in a gene encoding a known rhoptry protein, a serine/threonine protein kinase known as ROP17. ROP17 resides on the host-cytosol side of the PVM in infected cells and has previously been known for its activity in phosphorylating and, thereby, inactivating host immunity-related GTPases. Here, we show that null or catalytically dead mutants of ROP17 are defective in GRA translocation across the PVM, but that translocation can be rescued 'in trans' by ROP17 delivered by other tachyzoites infecting the same host cell. This strongly argues that ROP17's role in regulating GRA translocation is carried out on the host-cytosolic side of the PVM, not within the parasites or lumen of the parasitophorous vacuole. This represents an entirely new way in which the different secretory compartments of Toxoplasma tachyzoites collaborate to modulate the host-parasite interaction.
0

Toxoplasma controls host cyclin E expression through the use of a novel MYR1-dependent effector protein, HCE1

Michael Panas et al.Mar 11, 2019
Toxoplasma gondii is an obligate intracellular parasite that establishes a favorable environment in the host cells in which it replicates. We have previously reported that it uses MYR-dependent translocation of dense granule proteins to elicit a key set of host responses related to the cell cycle, specifically E2F transcription factor targets including cyclin E. We report here the identification of a novel Toxoplasma effector protein that is exported from the parasitophorous vacuole in a MYR1-dependent manner and localizes to the host's nucleus. Parasites lacking this inducer of Host Cyclin E (HCE1) are unable to modulate E2F transcription factor target genes and exhibit a substantial growth defect. Immunoprecipitation of HCE1 from infected host cells shows that HCE1 efficiently binds elements of the cyclin E regulatory complex, DP1 and its partners E2F3 and E2F4. Expression of HCE1 in Neospora caninum, or in uninfected HFFs, shows localization of the expressed protein to the host nuclei and strong cyclin E up-regulation. Thus, HCE1 is a novel effector protein that is necessary and sufficient to impact the E2F-axis of transcription resulting in co-opting of host functions to Toxoplasma's advantage.
0

Co-immunoprecipitation with MYR1 identifies three additional proteins within the Toxoplasma parasitophorous vacuole required for translocation of dense granule effectors into host cells

Alicja Cygan et al.Dec 6, 2019
Toxoplasma gondii is a ubiquitous, intracellular protozoan that extensively modifies infected host cells through secreted effector proteins. Many such effectors must be translocated across the parasitophorous vacuole (PV) in which the parasites replicate, ultimately ending up in the host cytosol or nucleus. This translocation has previously been shown to be dependent on five parasite proteins: MYR1, MYR2, MYR3, ROP17, and ASP5. We report here the identification of several MYR1-interacting and novel PV-localized proteins via affinity purification of MYR1, including TGGT1\_211460 (dubbed MYR4), TGGT1\_204340 (dubbed GRA54) and TGGT1_270320 (PPM3C). Further, we show that three of the MYR1-interacting proteins, GRA44, GRA45, and MYR4, are essential for the translocation of the Toxoplasma effector protein GRA16, and for the upregulation of human c-Myc and cyclin E1 in infected cells. GRA44 and GRA45 contain ASP5-processing motifs, but like MYR1, processing at these sites appears to be nonessential for their role in protein translocation. These results expand our understanding of the mechanism of effector translocation in Toxoplasma and indicate that the process is highly complex and dependent on at least eight discrete proteins.