白念珠菌中Efg1介导的菌丝特异基因转录激活调控机制研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:acb13202
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白念珠菌(Candida albicans)是一种人类常见的机会型致病真菌,常常导致免疫系统受损的人群粘膜表面感染或系统感染。决定白念珠菌致病性的一个重要因素是其形态转换的能力,至今已证明有多种转录调控因子参与形态转换的调控。Efg1是APSES真菌特异性的转录调控因子家族中的一员,它在白念珠菌菌丝发育的调控网络中发挥着不可或缺的作用;Efg1还参与调控白念珠菌的白灰转换,厚壁孢子的形成以及生物膜的形成。尽管Efg1是一个重要的转录调控因子,但是它在白念珠菌菌丝发育以及其它生命过程调控基因中表达的分子机制尚不清楚。为了寻找Efg1上下游相互作用的蛋白因子,我们以全长Efg1蛋白作为诱饵,筛选白念珠菌基因组表达文库,获得了多个能与Efg1相互作用的蛋白质。其中包括Orf19.497,是酿酒酵母Eaf7的同源物。  Eaf7是酿酒酵母乙酰转移酶NuA4复合物中招募模块的一个组成部分,而Esa1,Yng2和Epl1组成了这个复合物的催化模块。无论在酵母还是在菌丝生长状态下,Efg1能够与NuA4乙酰转移酶复合物中的Epl1,Yng2和Eaf7结合。为了研究NuA4复合物在白念珠菌中的功能,我们构建了yng2/yng2和eaf7/eaf7基因敲除株。YNG2的缺失使得胞内组蛋白H4的乙酰化水平大大下降。在菌丝诱导条件下,yng2/yng2缺失株不能形成真正的菌丝,菌丝特异基因的表达量也下降很多。在系统感染试验中,yng2/yng2缺失株没有毒性。另一方面,EAF7基因的缺失则不影响细胞内组蛋白H4的乙酰化水平,也不影响白念珠菌的菌丝发育。说明NuA4复合物的催化活性在白念珠菌的菌丝发育以及毒性发挥的过程中起着关键的作用。  在酵母和菌丝的生长条件下,Efg1以及NuA4复合物都能结合到菌丝特异基因HWP1,ALS3和ECE1启动子的UAS区域,而NuA4复合物与启动子的结合依赖Efg1。在菌丝诱导的早期(大概30min之后),启动子UAS区域的H4乙酰化水平达到最高值,而这种乙酰化水平的提高依赖Efg1。只有在菌丝诱导的条件下,Swi/Snf才能结合到这些基因的启动子上,而且这种结合同时依赖Efg1和NuA4。我们的结果证明在酵母生长条件下NuA4复合物就已经被Efg1招募到菌丝特异基因启动子上的UAS区域,在菌丝诱导的初期,外界信号通过某种作用使得启动子区域的组蛋白H4乙酰化水平迅速提高,为接下来的Swi/Snf复合物的结合以及基因转录激活做好了准备。  Srb10是酿酒酵母中转录中介体的组分之一,属于细胞周期因子依赖的蛋白激酶(CDK)的一种,它可以通过对转录因子Ste12的磷酸化来控制该转录因子在细胞内的水平,从而参与调控酿酒酵母应答氮源缺乏时的丝状生长。为了证明白念珠菌中是否存在相似的调控机制,我们在白念珠菌基因组序列中找到了酿酒酵母SRB10的同源基因,命名为CaSRB10,构建casrb10/casrb10缺失株用于功能分析。CaSRB10的缺失能够促进白念珠菌的菌丝发育,而且使得菌丝特异基因HWP1和ECE1的表达去抑制。小鼠系统感染试验证明casrb10/casrb10缺失株毒性减低。在casrb10/casrb10缺失株中高表达Cph1增强菌丝的形成。构建casrb10/casrb10cph1/cph1双缺失株,其表型同cph1缺失株相似。在酵母双杂交系统中,检测到CaSrb10与Cph1之间存在相互作用。以上结果表明,CaSrb10是白念珠菌菌丝发育的负调控因子,其作用可能也是通过调控Cph1蛋白因子的稳定性而抑制白念珠菌的菌丝生长。
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