In colony collapse disorder (CCD), honey bee colonies inexplicably lose their workers. CCD has resulted in a loss of 50 to 90% of colonies in beekeeping operations across the United States. The observation that irradiated combs from affected colonies can be repopulated with naive bees suggests that infection may contribute to CCD. We used an unbiased metagenomic approach to survey microflora in CCD hives, normal hives, and imported royal jelly. Candidate pathogens were screened for significance of association with CCD by the examination of samples collected from several sites over a period of 3 years. One organism, Israeli acute paralysis virus of bees, was strongly correlated with CCD.

Recent gains in reducing the global burden of malaria are threatened by the emergence of Plasmodium falciparum resistance to artemisinins. The discovery that mutations in portions of a P. falciparum gene encoding kelch (K13)–propeller domains are the major determinant of resistance has provided opportunities for monitoring such resistance on a global scale.

We have discovered that the mosquito Anopheles stephensi, a natural vector of human malaria, limits parasite development with inducible synthesis of nitric oxide (NO). Elevated expression of A. stephensi NO synthase (NOS), which is highly homologous to characterized NOS genes, was detected in the midgut and carcass soon after invasion of the midgut by Plasmodium. Early induction is likely primed by bacterial growth in the blood meal. Later increases in A. stephensi NOS expression and enzyme activity occurred at the beginning of sporozoite release. Circulating levels of nitrite/nitrate, end-products of NO synthesis, were significantly higher in Plasmodium-infected mosquitoes. Dietary provision of the NOS substrate L-arginine reduced Plasmodium infections in A. stephensi. In contrast, dietary provision of a NOS inhibitor significantly increased parasite numbers in infected mosquitoes, confirming that A. stephensi limits Plasmodium development with NO.

Abstract Histone variants are non-allelic protein isoforms that play key roles in diversifying chromatin structure. The known number of such variants has greatly increased in recent years, but the lack of naming conventions for them has led to a variety of naming styles, multiple synonyms and misleading homographs that obscure variant relationships and complicate database searches. We propose here a unified nomenclature for variants of all five classes of histones that uses consistent but flexible naming conventions to produce names that are informative and readily searchable. The nomenclature builds on historical usage and incorporates phylogenetic relationships, which are strong predictors of structure and function. A key feature is the consistent use of punctuation to represent phylogenetic divergence, making explicit the relationships among variant subtypes that have previously been implicit or unclear. We recommend that by default new histone variants be named with organism-specific paralog-number suffixes that lack phylogenetic implication, while letter suffixes be reserved for structurally distinct clades of variants. For clarity and searchability, we encourage the use of descriptors that are separate from the phylogeny-based variant name to indicate developmental and other properties of variants that may be independent of structure.

Abstract The histone acetyltransferase GCN5-associated SAGA complex is evolutionarily conserved from yeast to human and functions as a general transcription co-activator in global gene regulation. In this study, we identified a divergent GCN5 complex in Plasmodium falciparum , which contains two plant homeodomain (PHD) proteins (PfPHD1 and PfPHD2) and a plant apetela2 (AP2)-domain transcription factor (PfAP2-LT). To dissect the functions of the PfGCN5 complex, we generated parasites with the bromodomain deletion in PfGCN5 and the PHD domain deletion in PfPHD1. The two deletion mutants closely phenocopied each other, exhibiting significantly reduced merozoite invasion of erythrocytes and elevated sexual conversion. These domain deletions caused dramatic decreases not only in histone H3K9 acetylation but also in H3K4 trimethylation, indicating synergistic crosstalk between the two euchromatin marks. Domain deletion in either PfGCN5 or PfPHD1 profoundly disturbed the global transcription pattern, causing altered expression of more than 60% of the genes. At the schizont stage, these domain deletions were linked to specific downregulation of merozoite genes involved in erythrocyte invasion, many of which harbor the DNA-binding motifs for AP2-LT and/or AP2-I, suggesting targeted recruitment of the PfGCN5 complex to the invasion genes by these specific transcription factors. Conversely, at the ring stage, PfGCN5 or PfPHD1 domain deletions disrupted the mutually exclusive expression pattern of the entire var gene family, which encodes the virulent factor PfEMP1. Correlation analysis between the chromatin state and alteration of gene expression demonstrated that up- and down-regulated genes in these mutants are highly correlated with the silenct and active chromatin states in the wild-type parasite, respectively. Collectively, the PfGCN5 complex represents a novel HAT complex with a unique subunit composition including the AP2 transcription factor, which signifies a new paradigm for targeting the co-activator complex to regulate general and parasite-specific cellular processes in this low-branching parasitic protist. Author Summary Epigenetic regulation of gene expression plays essential roles in orchestrating the general and parasite-specific cellular pathways in the malaria parasite Plasmodium falciparum . Using tandem affinity purification and proteomic characterization, we identified a divergent transcription co-activator – the histone acetyltransferase GCN5-associated complex in P. falciparum , which contains nine core components, including two PHD domain proteins (PfPHD1 and PfPHD2) and a plant apetela2-domain transcription factor. To understand the functions of the PfGCN5 complex, we performed gene disruption in two subunits of this complex, PfGCN5 and PfPHD1. We found that the two deletion mutants displayed very similar growth phenotypes, including significantly reduced merozoite invasion rates and elevated sexual conversion. These two mutants were associated with dramatic decreases in histone H3K9 acetylation and H3K4 trimethylation, which led to global changes in chromatin states and gene expression. Genes significantly affected by the PfGCN5 and PfPHD1 gene disruption include those participating in parasite-specific pathways such as invasion, virulence, and sexual development. In conclusion, this study presents a new model of the PfGCN5 complex for targeting the co-activator complex to regulate general and parasite-specific cellular processes in this low-branching parasitic protist.

ABSTRACT The inner membrane complex (IMC), a double-membrane organelle underneath the plasma membrane in apicomplexan parasites, plays a significant role in motility and invasion and confers shape to the cell. We characterized the function of PbIMC1g, a component of the IMC1 family member in Plasmodium berghei . PbIMC1g is recruited to the IMC in late schizonts, activated gametocytes, and ookinetes. Pairwise yeast two-hybrid assays demonstrate that PbIMC1g interacts with IMC1c, a component of the PHIL1 complex, and the core sub-repeat motif “EKI(V)V(I)EVP” in PbIMC1g is essential for this interaction. Localization of PbIMC1g to the IMC was dependent on its IMCp domain, while its C-terminus and palmitoylation sites were required for the full efficiency of proper IMC targeting. PbIMC1g is required for asexual stage development, and its conditional knockdown resulted in a defect in schizogony. Additionally, PbIMC1g was also important for male gametogenesis and ookinete development. As an IMC component that assists in anchoring the glideosome to the subpellicular network, PbIMC1g was also involved in ookinete motility and mosquito midgut invasion. IMC1g from the human parasite Plasmodium vivax could functionally replace PbIMC1g in P. berghei , confirming the evolutionary conservation of IMC1g proteins in Plasmodium spp. Together, this work reveals an essential role of IMC1g in the parasite life cycle and suggests that IMC1 family members likely contribute to parasite gliding and invasion. IMPORTANCE The malaria parasite’s inner membrane complex is critical to maintain its structural integrity and motility. Here, we identified the function of the IMC1g protein, a member of the IMC1 family, in invasive and proliferative stages of P. berghei . We found that the IMCp domain of PbIMC1g is critical for proper IMC targeting, and PbIMC1g interacts with PbIMC1c. Conditional knockdown of PbIMC1g expression affects schizogony, gametogenesis, and ookinete conversion. PbIMC1g interacts with IMC1c to firmly anchor the glideosome to the subpellicular network. Additionally, we confirmed that IMC1g is functionally conserved in Plasmodium spp. These data reveal the function of IMC1g protein in anchoring the glideosome, providing further insight into the mechanism of the glideosome function.

Host immune responses are tightly controlled by various immune factors during infection, and protozoan parasites also manipulate the immune system to evade surveillance, leading to an evolutionary arms race in host‒pathogen interactions; however, the underlying mechanisms are not fully understood. We observed that the level of superoxide dismutase 3 (SOD3) was significantly elevated in both Plasmodium falciparum malaria patients and mice infected with four parasite species. SOD3-deficient mice had a substantially longer survival time and lower parasitemia than control mice after infection, whereas SOD3-overexpressing mice were much more vulnerable to parasite infection. We revealed that SOD3, secreted from activated neutrophils, bound to T cells, suppressed the interleukin-2 expression and concomitant interferon-gamma responses crucial for parasite clearance. Overall, our findings expose active fronts in the arms race between the parasites and host immune system and provide insights into the roles of SOD3 in shaping host innate immune responses to parasite infection.

Recent reports from Thailand reveal a substantial surge in