Uncovering new insights into the role of the ubiquitin ligase Smurf1 on the regulation of innate immune signaling and resistance to infection.

Innate immunity is the body's first line of defense against infections. Innate immune cells express pattern recognition receptors in distinct cellular compartments that are responsible to detect either pathogens-associated molecules or cellular components derived from damaged cells, to trigger intracellular signaling pathways that lead to the activation of inflammatory responses. Inflammation is essential to coordinate immune cell recruitment, pathogen elimination and to keep normal tissue homeostasis. However, uncontrolled, misplaced or aberrant inflammatory responses could lead to tissue damage and drive chronic inflammatory diseases and autoimmunity. In this context, molecular mechanisms that tightly regulate the expression of molecules required for the signaling of innate immune receptors are crucial to prevent pathological immune responses. In this review, we discuss the ubiquitination process and its importance in the regulation of innate immune signaling and inflammation. Then, we summarize the roles of Smurf1, a protein that works on ubiquitination, on the regulation of innate immune signaling and antimicrobial mechanisms, emphasizing its substrates and highlighting its potential as a therapeutic target for infectious and inflammatory conditions.

Comparative transcriptomic analysis of antimony resistant and susceptible Leishmania infantum lines.

BACKGROUND: One of the major challenges to leishmaniasis treatment is the emergence of parasites resistant to antimony. To study differentially expressed genes associated with drug resistance, we performed a comparative transcriptomic analysis between wild-type and potassium antimonyl tartrate (SbIII)-resistant Leishmania infantum lines using high-throughput RNA sequencing. METHODS: All the cDNA libraries were constructed from promastigote forms of each line, sequenced and analyzed using STAR for mapping the reads against the reference genome (L. infantum JPCM5) and DESeq2 for differential expression statistical analyses. All the genes were functionally annotated using sequence similarity search. RESULTS: The analytical pipeline considering an adjusted p-value < 0.05 and fold change > 2.0 identified 933 transcripts differentially expressed (DE) between wild-type and SbIII-resistant L. infantum lines. Out of 933 DE transcripts, 504 presented functional annotation and 429 were assigned as hypothetical proteins. A total of 837 transcripts were upregulated and 96 were downregulated in the SbIII-resistant L. infantum line. Using this DE dataset, the proteins were further grouped in functional classes according to the gene ontology database. The functional enrichment analysis for biological processes showed that the upregulated transcripts in the SbIII-resistant line are associated with protein phosphorylation, microtubule-based movement, ubiquitination, host-parasite interaction, cellular process and other categories. The downregulated transcripts in the SbIII-resistant line are assigned in the GO categories: ribonucleoprotein complex, ribosome biogenesis, rRNA processing, nucleosome assembly and translation. CONCLUSIONS: The transcriptomic profile of L. infantum showed a robust set of genes from different metabolic pathways associated with the antimony resistance phenotype in this parasite. Our results address the complex and multifactorial antimony resistance mechanisms in Leishmania, identifying several candidate genes that may be further evaluated as molecular targets for chemotherapy of leishmaniasis.

Circadian clock regulation of the glycogen synthase (gsn) gene by WCC is critical for rhythmic glycogen metabolism in Neurospora crassa.

Circadian clocks generate rhythms in cellular functions, including metabolism, to align biological processes with the 24-hour environment. Disruption of this alignment by shift work alters glucose homeostasis. Glucose homeostasis depends on signaling and allosteric control; however, the molecular mechanisms linking the clock to glucose homeostasis remain largely unknown. We investigated the molecular links between the clock and glycogen metabolism, a conserved glucose homeostatic process, in Neurospora crassa We find that glycogen synthase (gsn) mRNA, glycogen phosphorylase (gpn) mRNA, and glycogen levels, accumulate with a daily rhythm controlled by the circadian clock. Because the synthase and phosphorylase are critical to homeostasis, their roles in generating glycogen rhythms were investigated. We demonstrate that while gsn was necessary for glycogen production, constitutive gsn expression resulted in high and arrhythmic glycogen levels, and deletion of gpn abolished gsn mRNA rhythms and rhythmic glycogen accumulation. Furthermore, we show that gsn promoter activity is rhythmic and is directly controlled by core clock component white collar complex (WCC). We also discovered that WCC-regulated transcription factors, VOS-1 and CSP-1, modulate the phase and amplitude of rhythmic gsn mRNA, and these changes are similarly reflected in glycogen oscillations. Together, these data indicate the importance of clock-regulated gsn transcription over signaling or allosteric control of glycogen rhythms, a mechanism that is potentially conserved in mammals and critical to metabolic homeostasis.

Caracterização Molecular do Gene que Codifica a Enzima Triparedoxina Peroxidase em Populações de Leishmania spp. Sensíveis e Resistentes ao Antimonial Trivalente

Triparedoxina peroxidase (TxP) é uma enzima que pertence à família das peroxiredoxinas e participa da defesa antioxidante, por metabolizar peróxido de hidrogênio em moléculas de água. Dados da literatura têm mostrado que parasitos resistentes à droga podem aumentar os níveis de TxP junto com outras enzimas,protegendo-os contra o estresse oxidativo. Inicialmente neste trabalho, avaliamos os níveis de mRNA do gene TxP e a expressão da enzima Triparedoxina peroxidase em populações de L. amazonensis, L. braziliensis, L. infantum chagasi e L. guyanensis sensíveis e resistentes ao antimonial trivalente (SbIII). Estas populações apresentam resistência à concentração de SbIII de 4 a 20 vezes maior comparada aos seus respectivos pares sensíveis. O nível de mRNA do gene TxP, determinado por northern blot e RT-PCR quantitativo em tempo real, foi maior nas populações resistentes de L. amazonensis e L. braziliensis, enquanto que o Northern blotting mostrou maior expressão do gene TxP na população resistente de L. guyanensis. Por outro lado,nenhuma diferença foi observada no nível do mRNA do gene TxP nas populações sensíveis e resistentes de L. infantum chagasi. Análises de southern blot mostraram que o gene cTxP não está amplificado no genoma das populações resistentes de Leishmania spp. analisadas.

A expressão proteica foi determinada por ensaios de Western blotting utilizando anticorpo policlonal contra a proteína recombinante TxP de T. cruzi. Análises do alinhamento de aminoácido da proteína TxP de T. cruzi e Leishmania spp. mostraram um alto grau de identidade entre estas sequências. O anticorpo anti-TcTxP reconheceu um polipeptídio de 25 kDa em todas as populações de Leishmania spp. analisadas.Análises de densitometria mostraram que a proteína cTxP está 2 a 4 vezes mais expressa em todas as populações resistentes de Leishmania spp. analisadas. Na segunda parte deste estudo, ensaios funcionais da TxP foram realizados para determinar se a superexpressão da LbTxP nas populações sensíveis e resistentes de L. braziliensise L. infantum chagasi iria alterar o fenótipo de resistência dos parasitos transfectados ao antimonial SbIII. Análises por Western blotting mostraram que o nível de expressão da proteína TxP foi de 2 a 4 vezes maior nos parasitos transfectados quando comparado aos parasitos não-transfectados. Análises de IC50 destes parasitos mostraram que a superexpressão do gene TxP na população de L. braziliensis sensível aumentou 2 vezes a resistência ao SbIII, quando comparado à população parental. Por outro lado, a superexpressão de TxP na população resistente de L. braziliensis reverteu o fenótipo de resistência. Os parasitos antes resistentes, após a transfecção se tornaram muito sensíveis ao SbIII. Além disto, a superexpressão da TxP em populações sensíveis e resistentes de L. infantum chagasi não alterou o fenótipo de resistência ao SbIII. Concluindo, nossos resultados de análise funcional mostraram que a enzima triparedoxina peroxidase está envolvida no fenótipo de resistência de L. braziliensis ao antimonial.

Caracterização Molecular do Gene que Codifica a Enzima Triparedoxina Peroxidase em Populações de Leishmania spp. Sensíveis e Resistentes ao Antimonial Trivalente / Molecular characterization of the gene encoding the enzyme peroxidase tryparedoxin in Leishmania populations spp. Sensíveis and resistant trivalent Antimonial

Triparedoxina peroxidase (TxP) é uma enzima que pertence à família das peroxiredoxinas e participa da defesa antioxidante, por metabolizar peróxido de hidrogênio em moléculas de água. Dados da literatura têm mostrado que parasitos resistentes à droga podem aumentar os níveis de TxP junto com outras enzimas,protegendo-os contra o estresse oxidativo. Inicialmente neste trabalho, avaliamos os níveis de mRNA do gene TxP e a expressão da enzima Triparedoxina peroxidase em populações de L. amazonensis, L. braziliensis, L. infantum chagasi e L. guyanensis sensíveis e resistentes ao antimonial trivalente (SbIII). Estas populações apresentam resistência à concentração de SbIII de 4 a 20 vezes maior comparada aos seus respectivos pares sensíveis. O nível de mRNA do gene TxP, determinado por northern blot e RT-PCR quantitativo em tempo real, foi maior nas populações resistentes de L. amazonensis e L. braziliensis, enquanto que o Northern blotting mostrou maior expressão do gene TxP na população resistente de L. guyanensis. Por outro lado,nenhuma diferença foi observada no nível do mRNA do gene TxP nas populações sensíveis e resistentes de L. infantum chagasi. Análises de southern blot mostraram que o gene cTxP não está amplificado no genoma das populações resistentes de Leishmania spp. analisadas...

A expressão proteica foi determinada por ensaios de Western blotting utilizando anticorpo policlonal contra a proteína recombinante TxP de T. cruzi. Análises do alinhamento de aminoácido da proteína TxP de T. cruzi e Leishmania spp. mostraram um alto grau de identidade entre estas sequências. O anticorpo anti-TcTxP reconheceu um polipeptídio de 25 kDa em todas as populações de Leishmania spp. analisadas.Análises de densitometria mostraram que a proteína cTxP está 2 a 4 vezes mais expressa em todas as populações resistentes de Leishmania spp. analisadas. Na segunda parte deste estudo, ensaios funcionais da TxP foram realizados para determinar se a superexpressão da LbTxP nas populações sensíveis e resistentes de L. braziliensise L. infantum chagasi iria alterar o fenótipo de resistência dos parasitos transfectados ao antimonial SbIII. Análises por Western blotting mostraram que o nível de expressão da proteína TxP foi de 2 a 4 vezes maior nos parasitos transfectados quando comparado aos parasitos não-transfectados. Análises de IC50 destes parasitos mostraram que a superexpressão do gene TxP na população de L. braziliensis sensível aumentou 2 vezes a resistência ao SbIII, quando comparado à população parental. Por outro lado, a superexpressão de TxP na população resistente de L. braziliensis reverteu o fenótipo de resistência. Os parasitos antes resistentes, após a transfecção se tornaram muito sensíveis ao SbIII. Além disto, a superexpressão da TxP em populações sensíveis e resistentes de L. infantum chagasi não alterou o fenótipo de resistência ao SbIII. Concluindo, nossos resultados de análise funcional mostraram que a enzima triparedoxina peroxidase está envolvida no fenótipo de resistência de L. braziliensis ao antimonial...