MM
Msano Mandalasi
Author with expertise in Toxoplasmosis and Neosporosis Research
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
5
(60% Open Access)
Cited by:
1
h-index:
8
/
i10-index:
6
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

The Toxoplasma oxygen-sensing protein, TgPhyA, is required for resistance to interferon gamma-mediated nutritional immunity in mice

Charlotte Cordonnier et al.Jun 10, 2024
As Toxoplasma gondii disseminates through its host, the parasite must sense and adapt to its environment and scavenge nutrients. Oxygen (O 2 ) is one such environmental factor and cytoplasmic prolyl 4-hydroxylases (PHDs) are evolutionarily conserved O 2 cellular sensing proteins that regulate responses to changes in O 2 availability. Toxoplasma expresses 2 PHDs. One of them, TgPHYa hydroxylates SKP1, a subunit of the SCF-E3 ubiquitin ligase complex. In vitro, TgPHYa is important for growth at low O 2 levels. However, studies have yet to examine the role that TgPHYa or any other pathogen-encoded PHD plays in virulence and disease. Using a type II ME49 Toxoplasma TgPHYa knockout, we report that TgPHYa is important for Toxoplasma virulence and brain cyst formation in mice. We further find that while TgPHYa mutant parasites can establish an infection in the gut, they are unable to efficiently disseminate to peripheral tissues because the mutant parasites are unable to survive within recruited immune cells. Since this phenotype was abrogated in IFNγ knockout mice, we studied how TgPHYa mediates survival in IFNγ-treated cells. We find that TgPHYa is not required for release of parasite-encoded effectors into host cells that neutralize anti-parasitic processes induced by IFNγ. In contrast, we find that TgPHYa is required for the parasite to scavenge tryptophan, which is an amino acid whose levels are decreased after IFNγ up-regulates the tryptophan-catabolizing enzyme, indoleamine dioxygenase (IDO). We further find, relative to wild-type mice, that IDO knockout mice display increased morbidity when infected with TgPHYa knockout parasites. Together, these data identify the first parasite mechanism for evading IFNγ-induced nutritional immunity and highlight a novel role that oxygen-sensing proteins play in pathogen growth and virulence.
0
Citation1
0
Save
0

Enabling tools for Toxoplasma glycobiology

Elisabet Gas‐Pascual et al.Aug 27, 2018
Infection by the protozoan parasite Toxoplasma gondii is a major health risk owing to its chronic nature, ability to reactivate to cause blindness and encephalitis, and high prevalence in human populations. Like nearly all eukaryotes, Toxoplasma glycosylates many of its proteins and lipids and assembles polysaccharides. Unlike most eukaryotes, Toxoplasma divides and differentiates in vacuoles within host cells. While their glycans resemble canonical models, they exhibit species-specific variations that have inhibited deeper investigations into their roles in parasite biology and virulence. The genome of Toxoplasma encodes a suite of likely glycogenes expected to assemble a range of N-glycans, O-glycans, a C-glycan, GPI-anchors, and polysaccharides, along with their requisite precursors and membrane transporters. To facilitate genetic approaches to investigate the roles of specific glycans, we mapped probable connections between 59 glycogenes, their enzyme products, and the glycans to which they contribute. We adapted a double-CRISPR/Cas9 strategy and a mass spectrometry-based glycomics workflow to test these relationships, and conducted infection studies in fibroblast monolayers to probe cellular functions. Through the validated disruption of 17 glycogenes, we also discovered novel Glc0-2-Man6-GlcNAc2-type N-glycans, GalNAc2- and Glc-Fuc-type O-glycans, and a nuclear O-Fuc type glycan. We describe the guide sequences, disruption constructs, and mutant strains, which are freely available to practitioners for application in the context of the relational map to investigate the roles of glycans in their favorite biological processes.
0

A glycogenin homolog controls Toxoplasma gondii growth via glycosylation of an E3 ubiquitin ligase

Msano Mandalasi et al.Sep 10, 2019
Skp1, a subunit of E3 Skp1/Cullin-1/F-box protein ubiquitin ligases, is uniquely modified in protists by an O2-dependent prolyl hydroxylase that generates the attachment site for a defined pentasaccharide. Previous studies demonstrated the importance of the core glycan for growth of the parasite Toxoplasma gondii in fibroblasts, but the significance of the non-reducing terminal sugar was unknown. Here, we find that a homolog of glycogenin, an enzyme that can initiate and prime glycogen synthesis in yeast and animals, is required to catalyze the addition of an α-galactose in 3-linkage to the subterminal glucose to complete pentasaccharide assembly in cells. A strong selectivity of the enzyme (Gat1) for Skp1 in extracts is consistent with other evidence that Skp1 is the sole target of the glycosyltransferase pathway. gat1 -disruption results in slow growth attesting to the importance of the terminal sugar. Molecular dynamics simulations provide an explanation for this finding and confirm the potential of the full glycan to control Skp1 organization as in the amoebozoan Dictyostelium despite the different terminal disaccharide assembled by different glycosyltransferases. Though Gat1 also exhibits low α-glucosyltransferase activity like glycogenin, autoglycosylation is not detected and gat1 -disruption reveals no effect on starch accumulation. A crystal structure of the ortholog from the crop pathogen Pythium ultimum explains the distinct substrate preference and regiospecificity relative to glycogenin. A phylogenetic analysis suggests that Gat1 is related to the evolutionary progenitor of glycogenin, and acquired a role in glycogen formation following the ancestral disappearance of the underlying Skp1 glycosyltransferase prior to amoebozoan emergence.* DBA : Dolichos biflorus lectin Dd : Dictyostelium discoideum FBP : F-box protein GaGlFGaGn– : Galα1,3Glcα1,3Fucα1,2Galβ1,3GlcNAcα1– GalT : galactosyl transferase GT : glycosyltransferase Hyp : ( 2S , 4R )-4-hydroxy-l-proline mAb : monoclonal antibody P4H : prolyl 4-hydroxylase pAb : polyclonal antibody pNP : para-nitrophenol Pu : Pythium ultimum RHΔΔ : RHΔ ku80 Δ hxgprt SCF : Skp1/Cullin-1/F-box protein subcomplex of E3 Cullin-RING-1 ubiquitin ligases Tg : Toxoplasma gondii Ub : ubiquitin
21

The nucleocytosolic O-fucosyltransferase Spindly affects protein expression and virulence in Toxoplasma gondii

Giulia Bandini et al.Aug 30, 2020
Abstract Once considered unusual, nucleocytoplasmic glycosylation is now recognized as a conserved feature of eukaryotes. While in animals O -GlcNAc transferase (OGT) modifies thousands of intracellular proteins, the human pathogen Toxoplasma gondii transfers a different sugar, fucose, to proteins involved in transcription, mRNA processing and signaling. Knockout experiments showed that Tg SPY, an ortholog of plant SPINDLY and paralog of host OGT, is required for nuclear O -fucosylation. Here we verify that Tg SPY is the nucleocytoplasmic O -fucosyltransferase (OFT) by 1) complementation with Tg SPY-MYC 3 , 2) its functional dependence on amino acids critical for OGT activity, and 3) its ability to O -fucosylate itself and a model substrate and to specifically hydrolyze GDP-Fuc. While many of the endogenous proteins modified by O -Fuc are important for tachyzoite fitness, O -fucosylation by Tg SPY is not essential. Growth of Δ spy tachyzoites in fibroblasts is modestly affected, despite marked reductions in the levels of ectopically-expressed proteins normally modified with O -fucose. Intact Tg SPY-MYC 3 localizes to the nucleus and cytoplasm, whereas catalytic mutants often displayed reduced abundance. Δ spy tachyzoites of a luciferase-expressing type II strain exhibited infection kinetics in mice similar to wild type but increased persistence in the chronic brain phase, potentially due to an imbalance of regulatory protein levels. The modest changes in parasite fitness in vitro and in mice, despite profound effects on reporter protein accumulation, and the characteristic punctate localization of O -fucosylated proteins, suggest that Tg SPY controls the levels of proteins to be held in reserve for response to novel stresses.
1

TheToxoplasmaOxygen Sensing Protein, TgPhyA, Is Required for Resistance to Interferon-gamma Mediated Nutritional Immunity

Charlotte Cordonnier et al.May 16, 2023
Abstract As Toxoplasma gondii disseminates through its host, the parasite must sense and adapt to its environment and scavenge nutrients. Oxygen (O 2 ) is one such environmental factor and cytoplasmic prolyl 4-hydroxylases (PHDs) are evolutionarily conserved O 2 cellular sensing proteins that regulate responses to changes in O 2 availability. Toxoplasma expresses two PHDs. One of them, TgPHYa hydroxylates SKP1, a subunit of the SCF-E3 ubiquitin ligase complex. In vitro, TgPHYa is important for growth at low O 2 levels. However, studies have yet to examine the role that TgPHYa or any other pathogen encoded PHD plays in virulence and disease. Using a type II ME49 Toxoplasma TgPHYa knockout, we report that TgPHYa is important for Toxoplasma virulence and brain cyst formation in mice. We further find that while TgPHYa mutant parasites can establish an infection in the gut they are unable to efficiently disseminate to peripheral tissues because the mutant parasites are unable to survive within recruited immune cells. Since this phenotype abrogated in IFNγ knockout mice, we studied how TgPHYa mediates survival in IFNγ-treated cells. We find that TgPHYa is not required for release of parasite-encoded effectors into host cells that neutralize anti-parasitic processes induced by IFNγ. In contrast, we find that TgPHYa is required for the parasite to scavenge tryptophan, which is an amino acid whose levels are decreased after IFNγ upregulates the tryptophan-catabolizing enzyme, indoleamine dioxygenase (IDO). We further find that relative to wild-type mice that IDO knockout mice display increased morbidity when infected with TgPHYa knockout parasites. Together, these data identify the first parasite mechanism for evading IFNγ-induced nutritional immunity and highlight a novel role that oxygen sensing proteins play in pathogen growth and virulence.