A comparative study of the CIF1 and FLA1BP proteins from different trypanosomatids

Abstract

Os tripanosomatídeos possuem uma estrutura celular particular, possuindo um único flagelo que emerge da bolsa flagelar sendo aderido ao corpo celular através da zona de adesão flagelar (FAZ). Esta região define o sítio de início da fenda de clivagem durante o processo de divisão celular e, dentre as proteínas envolvidas nestes processos, a FLA1BP e a CIF1 foram descritas em Trypanosoma brucei, sendo essenciais para a adesão flagelar (FLA1BP) e regulação da citocinese (CIF1). Como são escassos estudos comparando essas proteínas em outras espécies, o presente trabalho buscou investigar a diversificação destas proteínas em tripanosomatídeos, especialmente no gênero Trypanosoma. A análise de genômica comparativa de diferentes espécies revelou a ausência de conservação de sequências de CIF1, incluindo a ausência de domínios proteicos, assim como uma diversificação das proteínas que interagem com CIF1, podendo indicar que T. brucei passou por adaptações na via de ativação da citocinese. Em Trypanosoma rangeli, CIF1 não possui os domínios coiled-coil e zinc finger, sendo 28% idêntica à TbCIF1 e possuindo menos sítios de fosforilação quanto comparada à esta. Além disso, os níveis de transcrição e de expressão da TrCIF1 não são alterados durante a divisão celular, podendo sugerir uma função distinta desta proteína em T. rangeli. Quanto à FLA1BP, observou-se que os genes encontrados em T. rangeli e Trypanosoma cruzi estão presentes em cópia única no genoma e são sintênicos à TbFLA1BP e, apesar de divergências nas sequências, a localização e a função desta proteína parecem ser conservadas dentro do gênero Trypanosoma. Uma análise comparativa de sequências de FLA1BP de diferentes espécies, revelou uma sequência conservada de 12 aminoácidos polares e hidrofóbicos, os quais podem constituir um domínio de endereçamento ou ancoramento de FLA1BP na FAZ. Nossos resultados sugerem que a ativação da citocinese em T. brucei pode não ser conservada em relação aos demais tripanosomatídeos, porém a adesão flagelar dependente de FLA1BP é conservada.

Abstract: Trypanosomatids possess a unique cell structure, containing a single flagellum emerging from the flagellar pocket which is attached along the cell body through the flagellar attachment zone (FAZ). The distal end of the FAZ defines the site for initiation of the cleavage furrow during cell division. Among several proteins involved in such processes, FLA1BP and CIF1 were described in Trypanosoma brucei and are essential for flagellar adhesion (FLA1BP) and cytokinesis regulation (CIF1). Due to the lack of comparative studies of these proteins in other trypanosomatids species, we aimed to investigate the presence and the variability of FLA1BP and CIF1 within the Trypanosoma genus. Comparative genome analysis shows the absence of domains and sequence conservation of T. brucei CIF1 and CIF1-interacting proteins in other species, suggesting adaptations of the cytokinesis activation in this taxon. The Trypanosoma rangeli CIF1 is 28% identical to TbCIF1, lacks the coiled-coil and zinc finger domains and contains fewer phosphorylation sites when compared to TbCIF1. Also, TrCIF1 transcription and expression levels are not related to cell division, might be indicating a distinct role of CIF1 in this species. The T. rangeli and Trypanosoma cruzi FLA1BP genes are single-copy genes syntenic to TbFLA1BP and, despite sequence divergencies, the localization and function of FLA1BP appear to be conserved within the Trypanosoma genus. Alignment of the FLA1BP sequence from different species revealed a conserved 12 amino acid sequence composed by polar and hydrophobic residues that may constitute the addressing or anchoring domain of FLA1BP on the FAZ. Our results indicate a conserved FLA1BP role in flagellar attachment among Trypanosomes and suggest that cytokinesis activation in T. brucei has diverged from other trypanosomatids.