Kloning dan Ekspresi Gen Penyandi Endonuklease G Toxoplasma gondii (TgEndoG), Kandidat Protein yang Berperan dalam Mekanisme Apoptosis-like cell death Parasit.
2
KLONING DAN EKSPRESI GEN PENYANDI ENDONUKLEASE G Toxoplasma gondii
(TgEndoG), KANDIDAT PROTEIN YANG BERPERAN DALAM MEKANISME
APOPTOSIS-LIKE CELL DEATH PARASIT
Ayu Dewi Ni Nyoman1 dan Carsten G.K. Lüder 2
1
Bagian Biokimia Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Udayana
2
Institute for Medical Microbiology, Georg-August University Göttingen
ABSTRAK
Endonuklease G adalah protein yang ditranslokasi dari mitokondria menuju nukleus selama
proses apoptosis, tidak tergantung pada caspase. Kematian sel (dalam hal ini apoptosis) telah
diketahui berperan dalam berbagai fungsi pada organisme multiseluler. Namun dalam beberapa
tahun terakhir, mekanisme ini juga ditemukan pada organisme uniseluler termasuk protozoa.
Karena protozoa (termasuk Toxoplasma gondii) tidak memiliki genuine caspase, protein yang
berperan penting dalam mekanisme apoptosis pada organisme multiseluler, maka diduga
mekanismenya melalui jalur yang independen dari caspase. Oleh karena itu, EndoG merupakan
kandidat protein yang berperan dalam mekanisme apoptosis-like cell death pada organisme
uniseluler.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkloning dan mengekspresikan gen penyandi EndoG T. gondii
(TgEndoG). Konstruk plasmid yang mengandung gen penyandi TgEndoG (pASK-IBA3 plusTgEndoG) diekspresikan pada E. coli BL21 dan protein rekombinan yang dihasilkan dideteksi
dengan metode immunoblotting.
Gen penyandi TgEndoG berhasil dikloning namun masih perlu dilakukan optimasi dalam metode
ekspresi gen tersebut agar diperoleh protein dalam kadar yang cukup untuk dipurifikasi. Protein
yang telah dipurifikasi nantinya dapat dipergunakan untuk eksperimen lebih lanjut dalam rangka
mengetahui peranan EndoG dalam mekanisme apoptosis-like cell death pada T. gondii.
Kata kunci: Endonuklease G, Toxoplasma gondii, apoptosis
3
CLONING AND EXPRESSION OF GENE ENCODING Toxoplasma gondii
ENDONUCLEASE G (TgEndoG), A PROTEIN CANDIDATE THAT MAY PLAY A
ROLE IN APOPTOSIS-LIKE CELL DEATH MECHANISM IN THE PARASITE
ABSTRACT
Endonuclease G is a protein that is translocated from mitochondria into nucleus during apoptosis,
independently of caspases. Cell death (e.g. apoptosis) has been well-described in multicellular
organisms. However, during recent years the mechanism has been also identified in unicellular
organisms, including protozoan parasites. Because protozoans (including Toxoplasma gondii) do
not possess genuine caspases, proteins that play critical roles in apoptosis pathway in
multicellular organisms, it is likely that apoptosis-like mechanism in unicellular organisms
occurs in caspases-independent fashion. Therefore, EndoG is a protein candidate that may play a
role in apoptosis-like cell death mechanism in unicellular organisms.
This study aimed to clone and express the gene encoding T. gondii EndoG (TgEndoG). Plasmid
construct containing full length sequence of TgEndoG (pASK-IBA3 plus-TgEndoG) was
heterologously expressed in E. coli BL21. Recombinant protein was detected using
immunoblotting method.
We successfully cloned the TgEndoG-coding gene; however, the gene expression method needs
to be optimized to obtain an adequate amount for purification of the protein. Purified protein will
be useful for downstream experiments to elucidate the role of EndoG in the apoptosis-like cell
death mechanism in T. gondii.
Keywords: Endonuclease G, Toxoplasma gondii, apoptosis
4
PENDAHULUAN
Toxoplasma gondii adalah salah satu parasit yang dapat menginfeksi hewan dan manusia,
dan menyebabkan masalah kesehatan di seluruh dunia (Innes, 2010). Dalam tahun-tahun terakhir
kematian sel yang terprogram (apoptosis), suatu mekanisme organisme multiseluler yang penting
dalam proses pertumbuhan maupun homeostasis, telah digambarkan pada organisme uniseluler
termasuk parasit seperti Leishmania spp, Plasmodium spp, Trichomonas vaginalis, Trypanosoma
cruzi, Trypanosoma brucei, dan Giardia lamblia (Bruchhaus et al., 2007; Jiménez-Ruiz et al.,
2010; Reece et al., 2011); mekanismenya disebut apoptosis-like cell death. Namun hanya sedikit
informasi yang tersedia berkaitan dengan apoptosis-like pada parasit T. gondii.
Endonuklease G (EndoG) diketahui berperan dalam mekanisme apoptosis. Protein ini
merupakan suatu endonuklease yang terdapat di mitokondria yang mengalami translokasi ke
nukleus dan menyebabkan degradasi DNA kromatin. EndoG diketahui berperan dalam jalur
apoptosis yang tidak tergantung caspase (Broker et al., 2005; Elmore, 2007; van Loo et al.,
2001). Mengingat protozoa termasuk T. gondii tidak memiliki genuine caspases (Nedelcu, 2009),
EndoG nampaknya merupakan protein penting yang terlibat dalam mekanisme apoptosis pada
parasit ini. Oleh karena itu, penelitian untuk mengetahui struktur dan fungsi protein ini dalam
metabolisme T. gondii, terutama dalam
regulasi apoptosis pada parasit ini penting untuk
dilakukan. Melalui penelitian ini, kami melakukan kloning dan ekspresi gen penyandi EndoG
dari T. gondii (TgEndoG).
MATERI DAN METODE
Digesti plasmid
Urutan nukleotida penyandi TgEndoG (TgME49_008710) di subkloning dari plasmid
rekombinan pBluescript SK-TgEndoG (ATG:biosynthetics GmBH) ke pASK-IBA3 plus (vektor
ekspresi; plasmid ini mengandung anhydrotetracycline (ATc)-regulatable promoter untuk
menghasilkan Strep-tagged protein pada ujung karboksil)(IBA GmbH) dengan menggunakan
enzim EcoRI and KpnI (New England Biolabs). Digesti dilakukan dengan cara menambahkan
5
0.5 µg plasmid DNA, 10 U dari masing-masing enzim, buffer 1, dan 100 µg/ml BSA. Campuran
ini diinkubasi pada suhu 37oC semalam.
Gel elektroforesis, ekstraksi DNA, dan defosforilasi vektor
Sebanyak 5-10 µl plasmid yang telah didigesti dicampurkan dengan 6 x DNA loading dye
(Fermentas) dan dirunning menggunakan 0.8-1 % gel dalam 1 x TAE (40 mM Tris base,1 %
asam asetat glasial dan 1 mM EDTA) yang mengandung 1 µg/ml etidium bromide. Marker DNA
(GeneRuler 100 bp DNA Ladder, Fermentas) dirunning secara paralel. Pita DNA
divisualisasikan didokumentasikan menggunakan BioDoc II digital imaging system (Biometra).
DNA diekstraksi dari gel mengikuti protokol dari QIAquick PCR Purification kit (Roche).
Untuk menghindari resirkulasi plasmid, pASK-IBA3 plus yang dipurifikasi dari gel selanjutnya
diinkubasi dengan 1 x buffer dan 10 U Antarctic phosphatase (New England Biolabs) selama 1
jam pada suhu 37oC. Enzim kemudian diinaktivasi selama 5 menit pada suhu 60oC.
Ligasi dan transformasi
Vektor yang telah difosforilasi dan insert (gen penyandi TgEndoG) dicampur dengan berbagai
rasio (vektor:insert 1:1, 1:3, 1:5), dan diinkubasi dengan 1 µl T4 DNA ligase (400 U; New
England Biolabs), 2 x buffer dan ddH2O sampai volume 20 µl. Campuran ini diinkubasi pada
thermocycler (Biometra) dengan menggunakan penurunan suhu sebagai berikut: 22oC selama 2
jam, 18oC selama 1 jam, 14oC selama 1 jam, 10oC selama 1 jam, 6oC selama 1 jam, dan pada
4oC semalam. Selanjutnya dilakukan transformasi ke E. coli BL21 menggunakan metode heat
shock 42oC selama 90 detik. Setelah menambahkan 500 µl of LB medium (5 g yeast extract, 10
g NaCl, 10 g tryptone dalam 1 L), sel diinkubasi pada 37oC selama 1 jam dan shaking 300 rpm.
Sebanyak 50 µl, 100 µl, 150 µl, dan 200 µl sel disebar di atas LB plate (5 g yeast extract, 10 g
NaCl, 10 g tryptone dan 15 g agar dalam 1 L serta mengandung ampisilin) dan diinkubasi pada
37oC semalam.
Skrining hasil transformasi dan ekpresi protein rekombinan
Seleksi koloni positif dilakukan menggunakan metode colony PCR. Satu koloni bakteri diambil
menggunakan tusuk gigi dan dimasukkan ke dalam 20 µl larutan 20 mM NaOH yang sudah
disiapkan dalam tabung mikrosentrifus. Selanjutnya dipanaskan pada suhu 95oC selama 15 menit
6
dan disentrifus pada 12.000 rpm selama 5 menit. Untuk reaksi PCR digunakan 1 x buffer , 1.5
mM MgSO4, 0.2 mM dNTP, 0.3 µM primer spesifik untuk TgEndoG, 5 % (v/v) DMSO, 1 µ l
plasmid, 0.02 U KOD DNA polimerase dan ddH2O sehingga volume final menjadi 25 µl.
Koloni yang positif mengandung plasmid rekombinan selanjutnya diinokulasi ke dalam 2-5 ml
LB medium mengandung ampisilin dan ditumbuhkan semalam pada 37ºC (shaking). Kultur
semalam ini digunakan untuk menginokulasi 25-100 ml LB medium mengandung ampisilin dan
ditumbuhkan pada suhu kamar dan shaking yang konstan sampai OD600= 0.4-0.6. Ekspresi
protein diinduksi dengan menambahkan 25 ng anhydrotetracycline; induksi dilakukan selama 2
jam. Sel kemudian disentrifus 4,500 x g selama 12 min pada suhu 4oC. Pelet bakteri disimpan
pada suhu -20oC.
Untuk penyimpanan bakteri yang mengandung plasmid rekombinan, sebanyak 500 µl kultur
semalam (dalam LB medium mengandung ampisilin) dicampur secara perlahan dengan 500 µ l
87 % gliserol steril. Setelah sekitar 5 menit pada suhu ruang, sel disimpan pada -80oC.
Sodium Dodecyl Sulphate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis (SDS-PAGE)
Pemisahan protein dilakukan menggunakan metode SDS-PAGE dengan sistem Mini Protean 3
(Biorad); gel yang digunakan adalah 7.5% separating gel [0.5 M Tris-HCl (pH 8.8), 0.1 % (w/v)
SDS, 7.5 % acrylamide/bisacrylamide (30 %/ 0.8 % w/v), 0.1 % (w/v) APS dan 0.04 %
TEMED] dan 4.4% stacking gels [0.125 M Tris-HCl (pH 6.8), 0.2 % (w/v) SDS, 4.4 %
acrylamide/ bisacrylamide (30 %/ 0.8 % w/v), 0.04 % (w/v) APS, 0.4 % TEMED, 0.004 % (w/v)
bromophenol blue]. Setelah gel polimer, sampel dicampurkan dengan 2 x sample buffer 125 mM
Tris-Hcl pH 6.8, 4 % (w/v) SDS, 20 % (v/v) gliserol, 65 mM DTT dan 0.002 % bromophenol
blue) dan dipanaskan selama 5 menit pada suhu 99oC. Prestained protein marker dirunning
secara paralel. Elektroforesis dijalankan dengan 1 x SDS running buffer (0.25 M Tris-HCl, 1.92
M glisin, 1 % (w/v) SDS), arus 25 mA per gel.
Immunoblotting
Protein yang dipisahkan dengan SDS-PAGE selanjutnya ditransfer ke membran nitroselulosa
(GE Healthcare) menggunakan sistem semidry blot. Urutannya sebagai berikut (dari anoda ke
katoda): 6 Whatman filter paper direndam dengan 0.3 M Tris-HCl (pH 10.4) dan 20 % metanol,
3 Whatman filter paper direndam dengan 25 mM Tris-HCl (pH 10.4) dan 20 % metanol,
7
membran nitroselulosa, gel poliakrilamid, dan 9 Whatman filter paper direndam dengan 40 mM
6-aminocapronic acid (pH 7.6) dan 20 % metanol. Transfer dilakukan pada suhu ruang dan arus
0.8 mA/cm2 selama 1,5 jam.
Inkubasi dengan antibodi dan deteksi protein
Protein yang telah ditransfer ke membran nitroselulosa divisualisasi secara reversibel
menggunakan 0.1 % (w/v) Ponceau S dalam 5 % (v/v) asam asetat (Sigma-Aldrich). Setelah itu,
membran dicuci dengan H2O. Untuk deteksi Strep-tag fusion protein, membran dicuci 2 x 10
menit dengan TBS buffer pH 7.5 (10 mM Tris-Cl dan 150 mM NaCl) dan diblok menggunakan
blocking solution (3 % BSA (w/v) in TBS) selama 1 jam pada suhu ruang. Setelah dicuci 2 x 10
menit dengan TBS-Tween/Triton pH 7.5 (20 mM Tris-Cl, 500 mM NaCl, 0.05 % (v/v) Tween
dan 0.02 % (v/v) Triton) dan 10 menit dengan TBS buffer, membran diinkubasi dengan mouse
anti-Strep-tag antibody (pengenceran 1:2,000 dalam blocking solution) selama 1 jam pada suhu
ruang (atau semalam pada suhu 4oC) dan dicuci lagi seperti sebelumnya; selanjutnya membran
diinkubasi dengan anti-mouse IgG HRP-conjugated secondary antibody (pengenceran 1:2,000
dalam 10 % (w/v) dry skimmed milk dalam TBS) selama 1 jam dan membran kemudian dicuci 4
x 10 menit menggunakan TBS-Tween/Triton. Reagen ECL (GE Healthcare) dicampurkan 1:2
dan diinkubasi dengan membran selama 1 menit. Membran dilapisi plastik. Visualisasi protein
dilakukan dengan alat enhanced chemiluminescence (Luminescent Image Analyzer LAS-4000,
Fujifilm).
HASIL DAN DISKUSI
Analisis bioinformatika
Database genom Toxoplasma gondii dapat diakses melalui www.toxodb.org. Analisis in
silico dari database tersebut menunjukkan adanya protein putative EndoG dari T. gondii
(TgME49_008710). Protein tersebut memiliki kesamaan sebesar 31.5%, 38.1%, 36.1% dan
35.3% dengan EndoG dari Homo sapiens, Mus musculus, Bos taurus dan S. cerevisiae. TgEndoG
putative terdiri dari 894 asam amino dan memiliki berat molekul sebesar 96.2 kDa, lebih besar
dibandingkan EndoG mamalia yang memiliki berat molekul ~ 30 kDa (van Loo et al., 2001) atau
EndoG Leishmania dengan berat molekul ~ 60 kDa (Rico et al., 2009).
8
Secara struktural, TgEndoG menyerupai struktur EndoG pada spesies lain. Sisi aktif dari
EndoG pada mamalia ditandai dengan adanya motif DRGH, tetapi pada TgEndoG ditandai oleh
motif SKGH (Gambar 1). Motif DRGH pada sisi aktif EndoG manusia atau SRGH pada
Leishmania and Trypanosome digantikan oleh motif SKGH pada TgEndoG. Namun, hal yang
penting adalah residu histidin dan asparagin yang memiliki peranan penting dalam aktivitas
katalitik dan pengikatan ion divalent dipertahankan pada EndoG Leishmania dan Trypanosoma
(Gannavaram et al., 2008) serta pada struktur TgEndoG.
Gambar 1.
Alignment sekuen EndoG dari berbagai spesies. EndoG terdiri dari dua domain endonuclease non
spesifik. Motif DRGH (ditunjukkan dalam kotak merah) yang merupakan karakteristik EndoG mamalia dan yeast
digantikan oleh motif SKGH pada TgEndoG.
Kloning dan Ekspresi T. gondii Endonuclease G
Untuk mempelajari lebih jauh fungsi dari TgEndoG, maka perlu dilakukan kloning gen
tersebut. Konstruk plasmid yang mengandung sekuen lengkap TgEndoG telah dirancang dan
diekspresikan secara heterologous pada E. coli. Setelah dipurifikasi, protein rekombinan
TgEndoG dapat digunakan untuk penelitian lebih lanjut. Dalam penelitian ini, sekuen pengkode
TgEndoG dilepaskan dari konstruk plasmid TgEndoG-pBluescript SK- (dibuat secara sintetis)
dengan menggunakan enzim restriksi endonuklease EcoRI dan KpnI dan diligasi ke vektor
ekspresi pASK-IBA3plus yang juga didigesti menggunakan enzim EcoRI dan KpnI (Gambar
2A). Vektor pASK-IBA3plus merupakan plasmid ekspresi dimana ekspresi dari protein
rekombinan berada di bawah kontrol tetracycline-regulated promoter ; plasmid ini juga
membawa sifat resisten terhadap ampisilin. Protein yang dihasilkan merupakan protein yang
9
memiliki fusi dengan Strep-tag pada ujung karboksil dari protein rekombinan. Propagasi plasmid
dilakukan menggunakan E. coli DH5α (data tidak ditampilkan). Skrining klon yang positif
ditentukan dengan menggunakan metode colony PCR. Untuk tujuan ekspresi, plasmid
rekombinan ditransformasikan ke E. coli BL21 codon plus. Strain ini dirancang untuk mengatasi
bias penggunaan kodon karena E. coli BL21 codon plus mengandung extra copies dari gen
pengkode tRNA yang jarang, yang seringkali menyebabkan hambatan translasi protein
heterologous pada E. coli (Rosano and Ceccarelli, 2009). Kami telah melakukan optimasi
metode ekspresi dengan memodifikasi konsentrasi anhydrotetracycline dari 25, 50, 100, dan 200
ng/ml dan mencoba beberapa suhu untuk menumbuhkan bakteri (30oC, 37oC dan suhu ruang)
selama proses induksi ekspresi protein. Namun, sejauh ini kami menemukan ekspresi pada level
yang menengah menggunakan immunoblotting. Kondisi terbaik untuk menginduksi ekspresi
plasmid rekombinan pASK-IBA3plus-TgEndoG pada E. coli BL21 codon plus adalah
menggunakan 25 ng/ml anhydrotetracycline pada suhu ruang selama 2 jam (Gambar 2B).
EndoG awalnya didefinisikan sebagai endonuklease yang spesifik memotong urutan
guanin (G) pada DNA ayam, meskipun kemudian diketahui bahwa protein ini juga mampu
memotong DNA pada urutan sitosin (C) (Low, 2003). EndoG termasuk dalam famili DNA/RNA
non-specific nucleases. Nuklease dari famili ini diekspresikan pada berbagai prokariot dan
eukariot termasuk bakteri, protozoa, fungi, slime moulds, invertebrata dan vertebrata (Schafer et
al., 2004). Sisi aktif ditandai dengan motif DGRH yang mengandung residu penting yaitu
histidin dan secara struktural merupakan bagian dari ßßα-Me-finger motif. EndoG memerlukan
Mg2+ atau kation divalent lainnya dalam menjalankan fungsinya (Rico et al., 2009; Schafer et al.,
2004). Gen pengkode EndoG telah diidentifikasi pada Leishmania infantum (Rico et al., 2009)
dan Trypanosoma (Gannavaram et al., 2008) dan menunjukkan kesamaan sebesar ~30 % dengan
EndoG manusia. Prediksi domain nuclease EndoG pada Leishmania dan Trypanosoma memiliki
kesamaan sebesar 48 % dengan EndoG manusia, dimana aspartat pada motif DRGH EndoG
mamalia digantikan oleh serin (motif DRGH menjadi SRGH).
10
Gambar 2. Konstruk plasmid rekombinan dan deteksi ekspresi heterologous dari protein rekombinan menggunakan
immunoblotting. A, Konstruk plasmid rekombinan pASK-IBA3plus mengandung sekuen pengkode TgEndoG. B,
Protein rekombinan diekspresikan pada E. coli BL21 codon plus menggunakan 25 ng/ml anhydrotetracycline pada
suhu ruang. TgEndoG dideteksi menggunakan anti-Strep-tag antibody dengan immunoblotting dan divisualisasikan
menggunakan alat chemiluminescence imaging (Luminescent Image Analyzer LAS-4000, Fujifilm). Gambar
menunjukkan beberapa immunoblot dari kontrol negatif (hanya vektor) dan 3 klon positif mengandung plasmid
rekombinan. 0, 0 jam (sebelum diinduksi); 1, 2, 3, menunjukkan jam setelah induksi.
Pada sel mamalia, EndoG ditranslokasikan dari mitokondria ke nukleus mengikuti
rangsangan apoptosis dan menyebabkan fragmentasi DNA secara independen terhadap caspase
(Arnoult et al., 2003; Schafer et al., 2004). EndoG putative dari Leishmania dan Trypanosoma
menunjukkan aktivitas pro-apoptotic nuclease ; setelah kematian sel diinduksi, EndoG dilepaskan
dari mitokondria menuju nukleus sehingga menyebabkan kematian sel (Gannavaram et al., 2008;
Rico et al., 2009).
KESIMPULAN
Dalam penelitian ini, kami telah berhasil mengkloning gen penyandi TgEndoG, namun
masih diperlukan optimasi metode ekspresi protein rekombinan agar diperoleh kadar protein
yang cukup untuk purifikasi dan eksperimen lainnya untuk mengetahui fungsi TgEndoG.
Lokalisasi yang tepat untuk TgEndoG juga penting untuk diidentifikasi sehingga dapat diketahui
apakah TgEndoG memiliki peranan dalam mekanisme apoptosis-like cell death pada T. gondii.
Hal ini dilatarbelakangi oleh fakta bahwa EndoG protozoa lain menunjukkan aktivitas pro11
apoptotic
nuclease
pada
protozoa
dan
prediksi
struktur
TgEndoG
menunjukkan
dipertahankannya domain aktif dari EndoG (residu histidin dan asparagin) seperti ditemukan
pada metazoa.
DAFTAR PUSTAKA
Arnoult, D., Gaume, B., Karbowski, M., Sharpe, J.C., Cecconi, F., Youle, R.J., 2003.
Mitochondrial release of AIF and EndoG requires caspase activation downstream of
Bax/Bak-mediated permeabilization. The EMBO journal 22, 4385-4399.
Broker, L.E., Kruyt, F.A., Giaccone, G., 2005. Cell death independent of caspases: a review.
Clinical cancer research : an official journal of the American Association for Cancer
Research 11, 3155-3162.
Bruchhaus, I., Roeder, T., Rennenberg, A., Heussler, V.T., 2007. Protozoan parasites:
programmed cell death as a mechanism of parasitism. Trends in parasitology 23, 376383.
Elmore, S., 2007. Apoptosis: a review of programmed cell death. Toxicologic pathology 35, 495516.
Gannavaram, S., Vedvyas, C., Debrabant, A., 2008. Conservation of the pro-apoptotic nuclease
activity of endonuclease G in unicellular trypanosomatid parasites. Journal of cell science
121, 99-109.
Innes, E.A., 2010. A brief history and overview of Toxoplasma gondii. Zoonoses and public
health 57, 1-7.
Jiménez-Ruiz, A., Alzate, J.F., MacLeod, E.T., Lüder, C.G.K., Fasel, N., Hurd, H., 2010.
Apoptotic markers in protozoan parasites. Parasites & Vectors 3.
Low, R.L., 2003. Mitochondrial Endonuclease G function in apoptosis and mtDNA metabolism:
a historical perspective. Mitochondrion 2, 225-236.
Nedelcu, A.M., 2009. Comparative genomics of phylogenetically diverse unicellular eukaryotes
provide new insights into the genetic basis for the evolution of the programmed cell death
machinery. Journal of molecular evolution 68, 256-268.
Reece, S.E., Pollitt, L.C., Colegrave, N., Gardner, A., 2011. The meaning of death: evolution and
ecology of apoptosis in protozoan parasites. PLoS pathogens 7, e1002320.
Rico, E., Alzate, J.F., Arias, A.A., Moreno, D., Clos, J., Gago, F., Moreno, I., Dominguez, M.,
Jimenez-Ruiz, A., 2009. Leishmania infantum expresses a mitochondrial nuclease
homologous to EndoG that migrates to the nucleus in response to an apoptotic stimulus.
Molecular and biochemical parasitology 163, 28-38.
Rosano, G.L., Ceccarelli, E.A., 2009. Rare codon content affects the solubility of recombinant
proteins in a codon bias-adjusted Escherichia coli strain. Microbial cell factories 8, 41.
Schafer, P., Scholz, S.R., Gimadutdinow, O., Cymerman, I.A., Bujnicki, J.M., Ruiz-Carrillo, A.,
Pingoud, A., Meiss, G., 2004. Structural and functional characterization of mitochondrial
EndoG, a sugar non-specific nuclease which plays an important role during apoptosis.
Journal of molecular biology 338, 217-228.
van Loo, G., Schotte, P., van Gurp, M., Demol, H., Hoorelbeke, B., Gevaert, K., Rodriguez, I.,
Ruiz-Carrillo, A., Vandekerckhove, J., Declercq, W., Beyaert, R., Vandenabeele, P.,
12
2001. Endonuclease G: a mitochondrial protein released in apoptosis and involved in
caspase-independent DNA degradation. Cell death and differentiation 8, 1136-1142.
13
KLONING DAN EKSPRESI GEN PENYANDI ENDONUKLEASE G Toxoplasma gondii
(TgEndoG), KANDIDAT PROTEIN YANG BERPERAN DALAM MEKANISME
APOPTOSIS-LIKE CELL DEATH PARASIT
Ayu Dewi Ni Nyoman1 dan Carsten G.K. Lüder 2
1
Bagian Biokimia Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Udayana
2
Institute for Medical Microbiology, Georg-August University Göttingen
ABSTRAK
Endonuklease G adalah protein yang ditranslokasi dari mitokondria menuju nukleus selama
proses apoptosis, tidak tergantung pada caspase. Kematian sel (dalam hal ini apoptosis) telah
diketahui berperan dalam berbagai fungsi pada organisme multiseluler. Namun dalam beberapa
tahun terakhir, mekanisme ini juga ditemukan pada organisme uniseluler termasuk protozoa.
Karena protozoa (termasuk Toxoplasma gondii) tidak memiliki genuine caspase, protein yang
berperan penting dalam mekanisme apoptosis pada organisme multiseluler, maka diduga
mekanismenya melalui jalur yang independen dari caspase. Oleh karena itu, EndoG merupakan
kandidat protein yang berperan dalam mekanisme apoptosis-like cell death pada organisme
uniseluler.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkloning dan mengekspresikan gen penyandi EndoG T. gondii
(TgEndoG). Konstruk plasmid yang mengandung gen penyandi TgEndoG (pASK-IBA3 plusTgEndoG) diekspresikan pada E. coli BL21 dan protein rekombinan yang dihasilkan dideteksi
dengan metode immunoblotting.
Gen penyandi TgEndoG berhasil dikloning namun masih perlu dilakukan optimasi dalam metode
ekspresi gen tersebut agar diperoleh protein dalam kadar yang cukup untuk dipurifikasi. Protein
yang telah dipurifikasi nantinya dapat dipergunakan untuk eksperimen lebih lanjut dalam rangka
mengetahui peranan EndoG dalam mekanisme apoptosis-like cell death pada T. gondii.
Kata kunci: Endonuklease G, Toxoplasma gondii, apoptosis
3
CLONING AND EXPRESSION OF GENE ENCODING Toxoplasma gondii
ENDONUCLEASE G (TgEndoG), A PROTEIN CANDIDATE THAT MAY PLAY A
ROLE IN APOPTOSIS-LIKE CELL DEATH MECHANISM IN THE PARASITE
ABSTRACT
Endonuclease G is a protein that is translocated from mitochondria into nucleus during apoptosis,
independently of caspases. Cell death (e.g. apoptosis) has been well-described in multicellular
organisms. However, during recent years the mechanism has been also identified in unicellular
organisms, including protozoan parasites. Because protozoans (including Toxoplasma gondii) do
not possess genuine caspases, proteins that play critical roles in apoptosis pathway in
multicellular organisms, it is likely that apoptosis-like mechanism in unicellular organisms
occurs in caspases-independent fashion. Therefore, EndoG is a protein candidate that may play a
role in apoptosis-like cell death mechanism in unicellular organisms.
This study aimed to clone and express the gene encoding T. gondii EndoG (TgEndoG). Plasmid
construct containing full length sequence of TgEndoG (pASK-IBA3 plus-TgEndoG) was
heterologously expressed in E. coli BL21. Recombinant protein was detected using
immunoblotting method.
We successfully cloned the TgEndoG-coding gene; however, the gene expression method needs
to be optimized to obtain an adequate amount for purification of the protein. Purified protein will
be useful for downstream experiments to elucidate the role of EndoG in the apoptosis-like cell
death mechanism in T. gondii.
Keywords: Endonuclease G, Toxoplasma gondii, apoptosis
4
PENDAHULUAN
Toxoplasma gondii adalah salah satu parasit yang dapat menginfeksi hewan dan manusia,
dan menyebabkan masalah kesehatan di seluruh dunia (Innes, 2010). Dalam tahun-tahun terakhir
kematian sel yang terprogram (apoptosis), suatu mekanisme organisme multiseluler yang penting
dalam proses pertumbuhan maupun homeostasis, telah digambarkan pada organisme uniseluler
termasuk parasit seperti Leishmania spp, Plasmodium spp, Trichomonas vaginalis, Trypanosoma
cruzi, Trypanosoma brucei, dan Giardia lamblia (Bruchhaus et al., 2007; Jiménez-Ruiz et al.,
2010; Reece et al., 2011); mekanismenya disebut apoptosis-like cell death. Namun hanya sedikit
informasi yang tersedia berkaitan dengan apoptosis-like pada parasit T. gondii.
Endonuklease G (EndoG) diketahui berperan dalam mekanisme apoptosis. Protein ini
merupakan suatu endonuklease yang terdapat di mitokondria yang mengalami translokasi ke
nukleus dan menyebabkan degradasi DNA kromatin. EndoG diketahui berperan dalam jalur
apoptosis yang tidak tergantung caspase (Broker et al., 2005; Elmore, 2007; van Loo et al.,
2001). Mengingat protozoa termasuk T. gondii tidak memiliki genuine caspases (Nedelcu, 2009),
EndoG nampaknya merupakan protein penting yang terlibat dalam mekanisme apoptosis pada
parasit ini. Oleh karena itu, penelitian untuk mengetahui struktur dan fungsi protein ini dalam
metabolisme T. gondii, terutama dalam
regulasi apoptosis pada parasit ini penting untuk
dilakukan. Melalui penelitian ini, kami melakukan kloning dan ekspresi gen penyandi EndoG
dari T. gondii (TgEndoG).
MATERI DAN METODE
Digesti plasmid
Urutan nukleotida penyandi TgEndoG (TgME49_008710) di subkloning dari plasmid
rekombinan pBluescript SK-TgEndoG (ATG:biosynthetics GmBH) ke pASK-IBA3 plus (vektor
ekspresi; plasmid ini mengandung anhydrotetracycline (ATc)-regulatable promoter untuk
menghasilkan Strep-tagged protein pada ujung karboksil)(IBA GmbH) dengan menggunakan
enzim EcoRI and KpnI (New England Biolabs). Digesti dilakukan dengan cara menambahkan
5
0.5 µg plasmid DNA, 10 U dari masing-masing enzim, buffer 1, dan 100 µg/ml BSA. Campuran
ini diinkubasi pada suhu 37oC semalam.
Gel elektroforesis, ekstraksi DNA, dan defosforilasi vektor
Sebanyak 5-10 µl plasmid yang telah didigesti dicampurkan dengan 6 x DNA loading dye
(Fermentas) dan dirunning menggunakan 0.8-1 % gel dalam 1 x TAE (40 mM Tris base,1 %
asam asetat glasial dan 1 mM EDTA) yang mengandung 1 µg/ml etidium bromide. Marker DNA
(GeneRuler 100 bp DNA Ladder, Fermentas) dirunning secara paralel. Pita DNA
divisualisasikan didokumentasikan menggunakan BioDoc II digital imaging system (Biometra).
DNA diekstraksi dari gel mengikuti protokol dari QIAquick PCR Purification kit (Roche).
Untuk menghindari resirkulasi plasmid, pASK-IBA3 plus yang dipurifikasi dari gel selanjutnya
diinkubasi dengan 1 x buffer dan 10 U Antarctic phosphatase (New England Biolabs) selama 1
jam pada suhu 37oC. Enzim kemudian diinaktivasi selama 5 menit pada suhu 60oC.
Ligasi dan transformasi
Vektor yang telah difosforilasi dan insert (gen penyandi TgEndoG) dicampur dengan berbagai
rasio (vektor:insert 1:1, 1:3, 1:5), dan diinkubasi dengan 1 µl T4 DNA ligase (400 U; New
England Biolabs), 2 x buffer dan ddH2O sampai volume 20 µl. Campuran ini diinkubasi pada
thermocycler (Biometra) dengan menggunakan penurunan suhu sebagai berikut: 22oC selama 2
jam, 18oC selama 1 jam, 14oC selama 1 jam, 10oC selama 1 jam, 6oC selama 1 jam, dan pada
4oC semalam. Selanjutnya dilakukan transformasi ke E. coli BL21 menggunakan metode heat
shock 42oC selama 90 detik. Setelah menambahkan 500 µl of LB medium (5 g yeast extract, 10
g NaCl, 10 g tryptone dalam 1 L), sel diinkubasi pada 37oC selama 1 jam dan shaking 300 rpm.
Sebanyak 50 µl, 100 µl, 150 µl, dan 200 µl sel disebar di atas LB plate (5 g yeast extract, 10 g
NaCl, 10 g tryptone dan 15 g agar dalam 1 L serta mengandung ampisilin) dan diinkubasi pada
37oC semalam.
Skrining hasil transformasi dan ekpresi protein rekombinan
Seleksi koloni positif dilakukan menggunakan metode colony PCR. Satu koloni bakteri diambil
menggunakan tusuk gigi dan dimasukkan ke dalam 20 µl larutan 20 mM NaOH yang sudah
disiapkan dalam tabung mikrosentrifus. Selanjutnya dipanaskan pada suhu 95oC selama 15 menit
6
dan disentrifus pada 12.000 rpm selama 5 menit. Untuk reaksi PCR digunakan 1 x buffer , 1.5
mM MgSO4, 0.2 mM dNTP, 0.3 µM primer spesifik untuk TgEndoG, 5 % (v/v) DMSO, 1 µ l
plasmid, 0.02 U KOD DNA polimerase dan ddH2O sehingga volume final menjadi 25 µl.
Koloni yang positif mengandung plasmid rekombinan selanjutnya diinokulasi ke dalam 2-5 ml
LB medium mengandung ampisilin dan ditumbuhkan semalam pada 37ºC (shaking). Kultur
semalam ini digunakan untuk menginokulasi 25-100 ml LB medium mengandung ampisilin dan
ditumbuhkan pada suhu kamar dan shaking yang konstan sampai OD600= 0.4-0.6. Ekspresi
protein diinduksi dengan menambahkan 25 ng anhydrotetracycline; induksi dilakukan selama 2
jam. Sel kemudian disentrifus 4,500 x g selama 12 min pada suhu 4oC. Pelet bakteri disimpan
pada suhu -20oC.
Untuk penyimpanan bakteri yang mengandung plasmid rekombinan, sebanyak 500 µl kultur
semalam (dalam LB medium mengandung ampisilin) dicampur secara perlahan dengan 500 µ l
87 % gliserol steril. Setelah sekitar 5 menit pada suhu ruang, sel disimpan pada -80oC.
Sodium Dodecyl Sulphate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis (SDS-PAGE)
Pemisahan protein dilakukan menggunakan metode SDS-PAGE dengan sistem Mini Protean 3
(Biorad); gel yang digunakan adalah 7.5% separating gel [0.5 M Tris-HCl (pH 8.8), 0.1 % (w/v)
SDS, 7.5 % acrylamide/bisacrylamide (30 %/ 0.8 % w/v), 0.1 % (w/v) APS dan 0.04 %
TEMED] dan 4.4% stacking gels [0.125 M Tris-HCl (pH 6.8), 0.2 % (w/v) SDS, 4.4 %
acrylamide/ bisacrylamide (30 %/ 0.8 % w/v), 0.04 % (w/v) APS, 0.4 % TEMED, 0.004 % (w/v)
bromophenol blue]. Setelah gel polimer, sampel dicampurkan dengan 2 x sample buffer 125 mM
Tris-Hcl pH 6.8, 4 % (w/v) SDS, 20 % (v/v) gliserol, 65 mM DTT dan 0.002 % bromophenol
blue) dan dipanaskan selama 5 menit pada suhu 99oC. Prestained protein marker dirunning
secara paralel. Elektroforesis dijalankan dengan 1 x SDS running buffer (0.25 M Tris-HCl, 1.92
M glisin, 1 % (w/v) SDS), arus 25 mA per gel.
Immunoblotting
Protein yang dipisahkan dengan SDS-PAGE selanjutnya ditransfer ke membran nitroselulosa
(GE Healthcare) menggunakan sistem semidry blot. Urutannya sebagai berikut (dari anoda ke
katoda): 6 Whatman filter paper direndam dengan 0.3 M Tris-HCl (pH 10.4) dan 20 % metanol,
3 Whatman filter paper direndam dengan 25 mM Tris-HCl (pH 10.4) dan 20 % metanol,
7
membran nitroselulosa, gel poliakrilamid, dan 9 Whatman filter paper direndam dengan 40 mM
6-aminocapronic acid (pH 7.6) dan 20 % metanol. Transfer dilakukan pada suhu ruang dan arus
0.8 mA/cm2 selama 1,5 jam.
Inkubasi dengan antibodi dan deteksi protein
Protein yang telah ditransfer ke membran nitroselulosa divisualisasi secara reversibel
menggunakan 0.1 % (w/v) Ponceau S dalam 5 % (v/v) asam asetat (Sigma-Aldrich). Setelah itu,
membran dicuci dengan H2O. Untuk deteksi Strep-tag fusion protein, membran dicuci 2 x 10
menit dengan TBS buffer pH 7.5 (10 mM Tris-Cl dan 150 mM NaCl) dan diblok menggunakan
blocking solution (3 % BSA (w/v) in TBS) selama 1 jam pada suhu ruang. Setelah dicuci 2 x 10
menit dengan TBS-Tween/Triton pH 7.5 (20 mM Tris-Cl, 500 mM NaCl, 0.05 % (v/v) Tween
dan 0.02 % (v/v) Triton) dan 10 menit dengan TBS buffer, membran diinkubasi dengan mouse
anti-Strep-tag antibody (pengenceran 1:2,000 dalam blocking solution) selama 1 jam pada suhu
ruang (atau semalam pada suhu 4oC) dan dicuci lagi seperti sebelumnya; selanjutnya membran
diinkubasi dengan anti-mouse IgG HRP-conjugated secondary antibody (pengenceran 1:2,000
dalam 10 % (w/v) dry skimmed milk dalam TBS) selama 1 jam dan membran kemudian dicuci 4
x 10 menit menggunakan TBS-Tween/Triton. Reagen ECL (GE Healthcare) dicampurkan 1:2
dan diinkubasi dengan membran selama 1 menit. Membran dilapisi plastik. Visualisasi protein
dilakukan dengan alat enhanced chemiluminescence (Luminescent Image Analyzer LAS-4000,
Fujifilm).
HASIL DAN DISKUSI
Analisis bioinformatika
Database genom Toxoplasma gondii dapat diakses melalui www.toxodb.org. Analisis in
silico dari database tersebut menunjukkan adanya protein putative EndoG dari T. gondii
(TgME49_008710). Protein tersebut memiliki kesamaan sebesar 31.5%, 38.1%, 36.1% dan
35.3% dengan EndoG dari Homo sapiens, Mus musculus, Bos taurus dan S. cerevisiae. TgEndoG
putative terdiri dari 894 asam amino dan memiliki berat molekul sebesar 96.2 kDa, lebih besar
dibandingkan EndoG mamalia yang memiliki berat molekul ~ 30 kDa (van Loo et al., 2001) atau
EndoG Leishmania dengan berat molekul ~ 60 kDa (Rico et al., 2009).
8
Secara struktural, TgEndoG menyerupai struktur EndoG pada spesies lain. Sisi aktif dari
EndoG pada mamalia ditandai dengan adanya motif DRGH, tetapi pada TgEndoG ditandai oleh
motif SKGH (Gambar 1). Motif DRGH pada sisi aktif EndoG manusia atau SRGH pada
Leishmania and Trypanosome digantikan oleh motif SKGH pada TgEndoG. Namun, hal yang
penting adalah residu histidin dan asparagin yang memiliki peranan penting dalam aktivitas
katalitik dan pengikatan ion divalent dipertahankan pada EndoG Leishmania dan Trypanosoma
(Gannavaram et al., 2008) serta pada struktur TgEndoG.
Gambar 1.
Alignment sekuen EndoG dari berbagai spesies. EndoG terdiri dari dua domain endonuclease non
spesifik. Motif DRGH (ditunjukkan dalam kotak merah) yang merupakan karakteristik EndoG mamalia dan yeast
digantikan oleh motif SKGH pada TgEndoG.
Kloning dan Ekspresi T. gondii Endonuclease G
Untuk mempelajari lebih jauh fungsi dari TgEndoG, maka perlu dilakukan kloning gen
tersebut. Konstruk plasmid yang mengandung sekuen lengkap TgEndoG telah dirancang dan
diekspresikan secara heterologous pada E. coli. Setelah dipurifikasi, protein rekombinan
TgEndoG dapat digunakan untuk penelitian lebih lanjut. Dalam penelitian ini, sekuen pengkode
TgEndoG dilepaskan dari konstruk plasmid TgEndoG-pBluescript SK- (dibuat secara sintetis)
dengan menggunakan enzim restriksi endonuklease EcoRI dan KpnI dan diligasi ke vektor
ekspresi pASK-IBA3plus yang juga didigesti menggunakan enzim EcoRI dan KpnI (Gambar
2A). Vektor pASK-IBA3plus merupakan plasmid ekspresi dimana ekspresi dari protein
rekombinan berada di bawah kontrol tetracycline-regulated promoter ; plasmid ini juga
membawa sifat resisten terhadap ampisilin. Protein yang dihasilkan merupakan protein yang
9
memiliki fusi dengan Strep-tag pada ujung karboksil dari protein rekombinan. Propagasi plasmid
dilakukan menggunakan E. coli DH5α (data tidak ditampilkan). Skrining klon yang positif
ditentukan dengan menggunakan metode colony PCR. Untuk tujuan ekspresi, plasmid
rekombinan ditransformasikan ke E. coli BL21 codon plus. Strain ini dirancang untuk mengatasi
bias penggunaan kodon karena E. coli BL21 codon plus mengandung extra copies dari gen
pengkode tRNA yang jarang, yang seringkali menyebabkan hambatan translasi protein
heterologous pada E. coli (Rosano and Ceccarelli, 2009). Kami telah melakukan optimasi
metode ekspresi dengan memodifikasi konsentrasi anhydrotetracycline dari 25, 50, 100, dan 200
ng/ml dan mencoba beberapa suhu untuk menumbuhkan bakteri (30oC, 37oC dan suhu ruang)
selama proses induksi ekspresi protein. Namun, sejauh ini kami menemukan ekspresi pada level
yang menengah menggunakan immunoblotting. Kondisi terbaik untuk menginduksi ekspresi
plasmid rekombinan pASK-IBA3plus-TgEndoG pada E. coli BL21 codon plus adalah
menggunakan 25 ng/ml anhydrotetracycline pada suhu ruang selama 2 jam (Gambar 2B).
EndoG awalnya didefinisikan sebagai endonuklease yang spesifik memotong urutan
guanin (G) pada DNA ayam, meskipun kemudian diketahui bahwa protein ini juga mampu
memotong DNA pada urutan sitosin (C) (Low, 2003). EndoG termasuk dalam famili DNA/RNA
non-specific nucleases. Nuklease dari famili ini diekspresikan pada berbagai prokariot dan
eukariot termasuk bakteri, protozoa, fungi, slime moulds, invertebrata dan vertebrata (Schafer et
al., 2004). Sisi aktif ditandai dengan motif DGRH yang mengandung residu penting yaitu
histidin dan secara struktural merupakan bagian dari ßßα-Me-finger motif. EndoG memerlukan
Mg2+ atau kation divalent lainnya dalam menjalankan fungsinya (Rico et al., 2009; Schafer et al.,
2004). Gen pengkode EndoG telah diidentifikasi pada Leishmania infantum (Rico et al., 2009)
dan Trypanosoma (Gannavaram et al., 2008) dan menunjukkan kesamaan sebesar ~30 % dengan
EndoG manusia. Prediksi domain nuclease EndoG pada Leishmania dan Trypanosoma memiliki
kesamaan sebesar 48 % dengan EndoG manusia, dimana aspartat pada motif DRGH EndoG
mamalia digantikan oleh serin (motif DRGH menjadi SRGH).
10
Gambar 2. Konstruk plasmid rekombinan dan deteksi ekspresi heterologous dari protein rekombinan menggunakan
immunoblotting. A, Konstruk plasmid rekombinan pASK-IBA3plus mengandung sekuen pengkode TgEndoG. B,
Protein rekombinan diekspresikan pada E. coli BL21 codon plus menggunakan 25 ng/ml anhydrotetracycline pada
suhu ruang. TgEndoG dideteksi menggunakan anti-Strep-tag antibody dengan immunoblotting dan divisualisasikan
menggunakan alat chemiluminescence imaging (Luminescent Image Analyzer LAS-4000, Fujifilm). Gambar
menunjukkan beberapa immunoblot dari kontrol negatif (hanya vektor) dan 3 klon positif mengandung plasmid
rekombinan. 0, 0 jam (sebelum diinduksi); 1, 2, 3, menunjukkan jam setelah induksi.
Pada sel mamalia, EndoG ditranslokasikan dari mitokondria ke nukleus mengikuti
rangsangan apoptosis dan menyebabkan fragmentasi DNA secara independen terhadap caspase
(Arnoult et al., 2003; Schafer et al., 2004). EndoG putative dari Leishmania dan Trypanosoma
menunjukkan aktivitas pro-apoptotic nuclease ; setelah kematian sel diinduksi, EndoG dilepaskan
dari mitokondria menuju nukleus sehingga menyebabkan kematian sel (Gannavaram et al., 2008;
Rico et al., 2009).
KESIMPULAN
Dalam penelitian ini, kami telah berhasil mengkloning gen penyandi TgEndoG, namun
masih diperlukan optimasi metode ekspresi protein rekombinan agar diperoleh kadar protein
yang cukup untuk purifikasi dan eksperimen lainnya untuk mengetahui fungsi TgEndoG.
Lokalisasi yang tepat untuk TgEndoG juga penting untuk diidentifikasi sehingga dapat diketahui
apakah TgEndoG memiliki peranan dalam mekanisme apoptosis-like cell death pada T. gondii.
Hal ini dilatarbelakangi oleh fakta bahwa EndoG protozoa lain menunjukkan aktivitas pro11
apoptotic
nuclease
pada
protozoa
dan
prediksi
struktur
TgEndoG
menunjukkan
dipertahankannya domain aktif dari EndoG (residu histidin dan asparagin) seperti ditemukan
pada metazoa.
DAFTAR PUSTAKA
Arnoult, D., Gaume, B., Karbowski, M., Sharpe, J.C., Cecconi, F., Youle, R.J., 2003.
Mitochondrial release of AIF and EndoG requires caspase activation downstream of
Bax/Bak-mediated permeabilization. The EMBO journal 22, 4385-4399.
Broker, L.E., Kruyt, F.A., Giaccone, G., 2005. Cell death independent of caspases: a review.
Clinical cancer research : an official journal of the American Association for Cancer
Research 11, 3155-3162.
Bruchhaus, I., Roeder, T., Rennenberg, A., Heussler, V.T., 2007. Protozoan parasites:
programmed cell death as a mechanism of parasitism. Trends in parasitology 23, 376383.
Elmore, S., 2007. Apoptosis: a review of programmed cell death. Toxicologic pathology 35, 495516.
Gannavaram, S., Vedvyas, C., Debrabant, A., 2008. Conservation of the pro-apoptotic nuclease
activity of endonuclease G in unicellular trypanosomatid parasites. Journal of cell science
121, 99-109.
Innes, E.A., 2010. A brief history and overview of Toxoplasma gondii. Zoonoses and public
health 57, 1-7.
Jiménez-Ruiz, A., Alzate, J.F., MacLeod, E.T., Lüder, C.G.K., Fasel, N., Hurd, H., 2010.
Apoptotic markers in protozoan parasites. Parasites & Vectors 3.
Low, R.L., 2003. Mitochondrial Endonuclease G function in apoptosis and mtDNA metabolism:
a historical perspective. Mitochondrion 2, 225-236.
Nedelcu, A.M., 2009. Comparative genomics of phylogenetically diverse unicellular eukaryotes
provide new insights into the genetic basis for the evolution of the programmed cell death
machinery. Journal of molecular evolution 68, 256-268.
Reece, S.E., Pollitt, L.C., Colegrave, N., Gardner, A., 2011. The meaning of death: evolution and
ecology of apoptosis in protozoan parasites. PLoS pathogens 7, e1002320.
Rico, E., Alzate, J.F., Arias, A.A., Moreno, D., Clos, J., Gago, F., Moreno, I., Dominguez, M.,
Jimenez-Ruiz, A., 2009. Leishmania infantum expresses a mitochondrial nuclease
homologous to EndoG that migrates to the nucleus in response to an apoptotic stimulus.
Molecular and biochemical parasitology 163, 28-38.
Rosano, G.L., Ceccarelli, E.A., 2009. Rare codon content affects the solubility of recombinant
proteins in a codon bias-adjusted Escherichia coli strain. Microbial cell factories 8, 41.
Schafer, P., Scholz, S.R., Gimadutdinow, O., Cymerman, I.A., Bujnicki, J.M., Ruiz-Carrillo, A.,
Pingoud, A., Meiss, G., 2004. Structural and functional characterization of mitochondrial
EndoG, a sugar non-specific nuclease which plays an important role during apoptosis.
Journal of molecular biology 338, 217-228.
van Loo, G., Schotte, P., van Gurp, M., Demol, H., Hoorelbeke, B., Gevaert, K., Rodriguez, I.,
Ruiz-Carrillo, A., Vandekerckhove, J., Declercq, W., Beyaert, R., Vandenabeele, P.,
12
2001. Endonuclease G: a mitochondrial protein released in apoptosis and involved in
caspase-independent DNA degradation. Cell death and differentiation 8, 1136-1142.
13