Extracellular M. tuberculosis DNA Targets Bacteria for Autophagy by Activating the Host DNA-Sensing Pathway

Robert O. Watson, et al. Cell 150, 803–815, August 17, 2012

Speaker: Cheng-Lun Hsu (徐政倫)                                       Time: 13:00~14:00, Dec. 12, 2012

Commentator: Dr. I Hsiu Huang (黃一修 博士)         Place: Room 601

中文摘要:

之前的文獻指出autophagy會限制M. tuberculosis在macrophage中生長，而且發現有些曝露在cytocol中的M. tuberculosis extracellular DNA會被宿主DNA sensing pathway所辨識到，並活化TBK1促使typeI interferon生成，但是目前還尚未清楚autophagy是如何辨識並限制M. tuberculosis在macrophage中複製。作者利用來自GFP-LC3小鼠的BMDM細胞，分別去感染wild-type及ESX-1 mutants的結核菌，發現mutants strains在螢光下不會跟LC3有colocalization，證明autophagy要辨識細菌是需要ESX-1 system，進一步再去看是哪些autophagy receptor會參與autophagy tageting，作者利用螢光實驗及knockdown實驗，找到了p62及NDP52會參與autophagy targeting of M. tuberculosis，由於p62及NDP52可以結合ubiquitin binding substrates，作者也一樣去觀察ubiquitin會不會跟細菌有colocalization，同時也發現knockdown TBK1也會影響colocalization，這表示TBK1除了會參與STING所調控的DNA sensing pathway，也會參與autophagy targeting of M. tuberculosis，作者進而去探討autophagy targeting是否會經由DNA sensing pathway所啟動，透過送入不同核苷酸物質至GFP-LC3小鼠的BMDM細胞，螢光下發現只有雙股DNA會刺激autophagy形成，而且在STING -/-細胞中，DNA就不會跟ubiquitin有colocalization的現象了，證明STING-mediated DNA sensing pathway會幫助autophagy辨識到細菌，過程中需要ubiquitin及p62, NDP52的參與，之後形成autophagosome，細菌就被帶到lysosome給消滅掉。不過這樣的autophagy targeting是不是對所有胞內的結核菌都有拮抗作用，目前還尚未清楚，以及中間的機制還有待去研究探討。

Reference:

1.      Paolo S. Manzanillo. et al. Mycobacterium Tuberculosis Activates the DNA-Dependent Cytosolic Surveillance Pathway within Macrophages. Cell Host & Microbe 11, 469–480, May 17, 2012

2.      Jennifer Smith. Et al. Evidence for Pore Formation in Host Cell Membranes by ESX-1-Secreted ESAT-6 and Its Role in Mycobacterium marinum Escape from the Vacuole. INFECTION AND IMMUNITY, Vol. 76, No. 12, p. 5478–5487, Dec, 2008.