Sekreční systém typu II v mitochondriích Naegleria gruberi.

Abstract

V membránách gramnegativních bakterií se nachází několik typů transportních (sekrečních) systémů, které exportují proteiny do vnějšího prostředí bakterie. Mezi takové sekreční systémy patří i sekreční systém typu II (T2SS), který transportuje sbalené proteiny přes vnější membránu. Klíčové podjednotky T2SS byly objeveny v genomech některých prvoků patřících do skupiny Discoba a Malawimonada, včetně druhů Naegleria gruberi a Malawimonas sp. str. 249. Naše experimenty ukazují, že jsou tyto podjednotky lokalizovány v mitochondrii těchto prvoků. Objev těchto genů u eukaryot je překvapivý, a pokud by v mitochondriích těchto protist fungoval T2SS jako exportní sekreční systém, jednalo by se o mitochondrii na evolučním mezistupni, která je schopna jak proteiny importovat tak exportovat. V experimentální části této práce jsme studovali, jestli a jak spolu proteiny N. gruberi a M. sp. str. 249 interagují. Prokázali jsme četné interakce mezi proteiny, které odpovídají bakteriálnímu uspořádání T2SS. K tomu jsme využili metod kvasinkového dvouhybridního systému a bakteriálního dvouhybridního systému. Dále jsme zkoumali import klíčové podjednotky T2SS, pseudopilinu, N. gruberi do vnitřní membrány mitochondrií a import sekretinu M. sp. str. 249 do vnější membrány mitochondrií.

Several types of the transport (secretion) systems can be found in the membranes of gram-negative bacteria. These systems export proteins into the extracellular milieu of bacteria. One of them, type II secretion system (T2SS), exports the folded proteins through the outer bacterial membrane. The core subunits of T2SS were discovered in the genomes of several protists belonging to the Discoba and Malawimonada groups, including Naegleria gruberi and Malawimonas sp. str. 249. Our experiments suggest that these subunits are localized in the mitochondria of these protists. The discovery of these genes in eukaryotes is surprising. If the T2SS was active in these mitochondria, it would represent an evolutionary intermediate stage of the organelle, which can export and import the proteins. In experimental part of the thesis, we studied how the proteins of N. gruberi and M. sp. str. 249 interact. We demonstrated several interactions, which correspond to the function of bacterial T2SS. To this aim, we employed bacterial and yeast two-hybrid systems. Further, we explored the import of the core subunit of T2SS, pseudopilin, of N. gruberi into the inner mitochondrial membrane. And we also investigated the import of M. sp. str. 249 secretin into the outer mitochondrial membrane.