Toxoplasma gondii RAD51 recombinase is required to overcome DNA replication stress and its inactivation leads to bradyzoite differentiation

Autores
Saldarriaga Cartagena, Ana María; Aparicio Arias, Ayelén Alina; Cristaldi, Constanza; Ganuza, Agustina; Gonzalez, Maria Micaela; Corvi, Maria Martha; Sullivan, William J.; Vanagas, Laura; Ángel, Sergio Oscar
Año de publicación
2025
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Toxoplasma gondii is an obligate intracellular parasite with a high replication rate that can lead to DNA replicative stress, in turn associated with the generation of DNA double-strand breaks (DSBs). Cells have two main pathways to repair DSBs: non-homologous end joining and homologous recombination repair (NHEJ and HRR respectively). RAD51 is the key recombinase in the HRR pathway. In this work, we achieved endogenous tagging of the RAD51 gene using the Auxin Inducible Degron (AID) system, to generate the clonal line RH RAD51HA-AID. Here we demonstrate that RAD51 is expressed in replicative tachyzoites and establishes damage foci. Auxin-induced knock-down (KD) affects the correct replication of tachyzoites which show loss of synchronization. The use of the RAD51 inhibitor B02 also affects parasite growth, with an IC50 of 4.8 µM. B02 produced alterations in tachyzoite replication and arrest in the S phase of the cell cycle. Additionally, B02 induced tachyzoite to bradyzoite differentiation showing small cyst-like structures. In conclusion, the HRR pathway is necessary for maintaining proper tachyzoite replication under normal growth conditions, supporting that replicative stress occurs during the cell cycle. Our findings also suggest that DNA replication stress can induce bradyzoite differentiation.
Fil: Saldarriaga Cartagena, Ana María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
Fil: Aparicio Arias, Ayelén Alina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
Fil: Cristaldi, Constanza. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
Fil: Ganuza, Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
Fil: Gonzalez, Maria Micaela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
Fil: Corvi, Maria Martha. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
Fil: Sullivan, William J.. Indiana University; Estados Unidos
Fil: Vanagas, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
Fil: Ángel, Sergio Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
Materia
TOXOPLASMA
DNA REPAIR
DNA REPLICATION STRESS
RAD51
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Here we demonstrate that RAD51 is expressed in replicative tachyzoites and establishes damage foci. Auxin-induced knock-down (KD) affects the correct replication of tachyzoites which show loss of synchronization. The use of the RAD51 inhibitor B02 also affects parasite growth, with an IC50 of 4.8 µM. B02 produced alterations in tachyzoite replication and arrest in the S phase of the cell cycle. Additionally, B02 induced tachyzoite to bradyzoite differentiation showing small cyst-like structures. In conclusion, the HRR pathway is necessary for maintaining proper tachyzoite replication under normal growth conditions, supporting that replicative stress occurs during the cell cycle. Our findings also suggest that DNA replication stress can induce bradyzoite differentiation.Fil: Saldarriaga Cartagena, Ana María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. 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Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Corvi, Maria Martha. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Sullivan, William J.. Indiana University; Estados UnidosFil: Vanagas, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Ángel, Sergio Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaCold Spring Harbor Laboratory Press2025-04info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/266687Saldarriaga Cartagena, Ana María; Aparicio Arias, Ayelén Alina; Cristaldi, Constanza; Ganuza, Agustina; Gonzalez, Maria Micaela; et al.; Toxoplasma gondii RAD51 recombinase is required to overcome DNA replication stress and its inactivation leads to bradyzoite differentiation; Cold Spring Harbor Laboratory Press; Biorxiv; 4-2025; 1-462692-8205CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1101/2025.04.08.647840info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40291705/info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.04.08.647840v1info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-10T13:16:27Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/266687instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-10 13:16:27.396CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
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Fil: Sullivan, William J.. Indiana University; Estados Unidos
Fil: Vanagas, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
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