菌体外小胞には、H. bakeriとT. murisの異なるmicroRNAファミリーとsmall RNAが含まれており、これらは宿主のニッチで異なる機能を支えている可能性がある

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Int. J. Parasitol..2020 Jul;S0020-7519(20)30164-8. doi: 10.1016/j.ijpara.2020.06.002.Epub 2020-07-10.

菌体外小胞には、H. bakeriとT. murisの異なるmicroRNAファミリーとsmall RNAが含まれており、これらは宿主のニッチで異なる機能を支えている可能性がある

Extracellular vesicles from Heligmosomoides bakeri and Trichuris muris contain distinct microRNA families and small RNAs that could underpin different functions in the host.

Ruby White
Sujai Kumar
Franklin Wang-Ngai Chow
Elaine Robertson
Kelly S Hayes
Richard K Grencis
María A Duque-Correa
Amy Buck

PMID: 32659276 DOI: 10.1016/j.ijpara.2020.06.002.

抄録

細胞外小胞(EV)は、寄生虫の排泄分泌物のユビキタスな構成要素として出現し、寄生虫分子を宿主細胞に送達して免疫調節効果を引き出すことができる。RNAはEVの機能を支えることができるカーゴ分子の1つのタイプであり、それゆえに、さまざまな helminth種のEVに存在するRNAの特徴を明らかにすることに大きな関心が寄せられている。ここでは、蠕虫のEVに含まれるすべてのsmall RNA (sRNA) を同定する方法を概説し、異なる方法が検出されたsRNAにどのような影響を与えるかを説明する。我々は、異なるEVの精製方法が検出されるsRNAに比較的小さな変化を導入し、異なるRNAライブラリの調製方法がより大きな違いをもたらすことを示しています。我々は、消化管線虫Heligmosomoides bakeriのEVのsRNAと、遠縁の消化管線虫Trichuris murisのEVのsRNAを比較したところ、両生物のsRNAの多くは反復要素や遺伝子間領域に由来することがわかった。しかし、H. bakeriでのみ、これらのRNAは5'三リン酸とグアニン(G)開始ヌクレオチドを含んでおり、RNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRP)による生合成と一致しています。H. bakeriのEVはmiR-71、miR-49、miR-63、miR-259、miR-240遺伝子ファミリーに特異的であり、T. murisのEVはmiR-1、miR-1822、miR-252に特異的であり、miR-59、miR-72、miR-44ファミリーに富み、miR-9、miR-10、miR-80、let-7ファミリーに富んでいた。T. murisのEVでは、H. bakeriのEVと比較して、マウス宿主由来のmiRNAリードの割合が高いことがわかった。今回の報告は、ライブラリー調製法に基づいて配列決定されたsRNAにバイアスがかかっている可能性を明らかにし、特定の線虫系統が異なるsRNA合成/排出経路を進化させたことを示唆し、H. bakeriとT. murisのEVのmiRNAに特有の違いがあることを明らかにした。

Extracellular vesicles (EVs) have emerged as a ubiquitous component of helminth excretory-secretory products that can deliver parasite molecules to host cells to elicit immunomodulatory effects. RNAs are one type of cargo molecule that can underpin EV functions, hence there is extensive interest in characterising the RNAs that are present in EVs from different helminth species. Here we outline methods for identifying all of the small RNAs (sRNA) in helminth EVs and address how different methodologies may influence the sRNAs detected. We show that different EV purification methods introduce relatively little variation in the sRNAs that are detected, and that different RNA library preparation methods yielded larger differences. We compared the EV sRNAs in the gastrointestinal nematode Heligmosomoides bakeri with those in EVs from the distantly related gastrointestinal nematode Trichuris muris, and found that many of the sRNAs in both organisms derive from repetitive elements or intergenic regions. However, only in H. bakeri do these RNAs contain a 5' triphosphate, and Guanine (G) starting nucleotide, consistent with their biogenesis by RNA-dependent RNA polymerases (RdRPs). Distinct microRNA (miRNA) families are carried in EVs from each parasite, with H. bakeri EVs specific for miR-71, miR-49, miR-63, miR-259 and miR-240 gene families, and T. muris EVs specific for miR-1, miR-1822 and miR-252, and enriched for miR-59, miR-72 and miR-44 families, with the miR-9, miR-10, miR-80 and let-7 families abundant in both. We found a larger proportion of miRNA reads derive from the mouse host in T. muris EVs, compared with H. bakeri EVs. Our report underscores potential biases in the sRNAs sequenced based on library preparation methods, suggests specific nematode lineages have evolved distinct sRNA synthesis/export pathways, and highlights specific differences in EV miRNAs from H. bakeri and T. muris that may underpin functional adaptation to their host niches.