蓝氏贾第虫两种中心蛋白（Glcent1/2）的SUMO化修饰调控细胞周期与形态发生的分子机制

这篇研究揭示了蓝氏贾第虫（Giardia lamblia）两种中心蛋白（Glcent1/Glcent2）通过SUMO化（SUMOylation）修饰调控细胞周期进程和形态发生的分子机制。研究发现Glcents在基体（basal bodies）和细胞核中定位，其SUMO化依赖Ubc9（E2酶）活性，抑制该通路会导致核定位异常、腹盘（ventral disc）变形及外周囊泡（peripheral vesicles）减少，为寄生虫微管组织中心（MTOC）功能与宿主感染机制提供了新见解。

　　

两种中心蛋白及其翻译后修饰调控蓝氏贾第虫细胞周期

蓝氏贾第虫中心蛋白的定位与功能分化

蓝氏贾第虫（Giardia lamblia）作为寄生性原生动物的代表，其细胞周期调控依赖微管组织中心（MTOC）的关键组分——中心蛋白（centrin）。研究聚焦于两种中心蛋白Glcent1（GL50803_6744）和Glcent2（GL50803_104685），通过免疫荧光和Western blot证实两者在基体共定位，但Glcent2还特异性地分布于细胞核和中央体。截断实验表明，Glcent2的N端α螺旋结构域（1-104 aa）是其核定位的关键，但未发现典型核定位信号（NLS），暗示其核转运可能依赖非经典途径。

中心蛋白缺失导致细胞分裂与形态异常

通过吗啉代寡核苷酸（morpholino）敲低技术，研究发现Glcent1/2缺失均导致细胞分裂异常：核定位错误（Glcent1 KD细胞中异常核占比4.1% vs 对照0.1%）和胞质分裂阻滞（Glcent2 KD细胞分裂期比例达20% vs 对照2.2%）。透射电镜（TEM）显示，敲低细胞中基体与核的相对位置紊乱，腹盘结构塌陷，外周囊泡数量显著减少。扫描电镜（SEM）进一步证实，Glcent2缺失导致腹盘周围凸缘（flange）消失，鞭毛排布异常，提示中心蛋白通过维持基体-核连接调控细胞骨架完整性。

SUMO化修饰调控中心蛋白功能

体外SUMO化实验证实，Glcent1/2可被人源（HsSUMO-1）和贾第虫源SUMO（GlSUMO）修饰。免疫共沉淀（IP）显示内源性Glcents存在SUMO化形式。使用银杏酸（ginkgolic acid, GA）抑制SUMO E1酶或CRISPRi敲低E2酶Ubc9（GL50803_24068）后，Glcent2核定位信号强度降低49%（GA处理）至68%（Ubc9 KD），而基体定位未受显著影响，表明SUMO化特异性调控其核功能。

SUMO通路缺陷的表型与机制

SUMO抑制引发多重表型：细胞周期阻滞于G₂/M期（GA处理组占比96%）、腹盘圆形化（凸缘缺失率达63%）、外周囊泡减少（44% vs 对照13%）。值得注意的是，Ubc9敲低虽重现腹盘畸形，但未影响基体位置，提示SUMO化可能通过修饰腹盘组分（如γ-贾第虫蛋白）或囊泡运输相关蛋白（如动力素）间接调控形态发生。

进化与医学意义

蓝氏贾第虫的双中心蛋白系统与高等生物（如人源Hscent2）的SUMO化调控具有保守性，但其N端依赖的核定位机制和腹盘特异性表型反映了寄生虫独特的适应性进化。该研究为靶向MTOC的抗寄生虫药物设计提供了新靶点，同时揭示了SUMO化在真核生物细胞器互作中的普适性调控网络。