Role of homologous recombination genes in repair of alkylation base damage by Candida albicans

Abstract

Los mutantes de Candida albicans deficientes en recombinación homóloga (HR) son extremadamente sensibles al agente alquilante metil-metano-sulfonato (MMS). Aquí hemos investigado el papel de los genes HR en la protección y reparación de los cromosomas de C. albicans aprovechando la propiedad calor-lábil (55 °C) del daño de la base inducido por MMS. Los tratamientos agudos de MMS de las células cíclicas causaron fragmentación de cromosomas in vitro (55 °C) debido a la generación de roturas dependientes del calor (HDB), pero no in vivo (30 °C). Tras la eliminación del MMS de tipo silvestre, las células recuperaron la escalera cromosómica independientemente de que se transfirieran a extracto de levadura/peptona/dextrosa (YPD) o a solución salina amortiguadora de fosfatos (PBS); sin embargo, la reparación de la restitución de HDB/cromosomas fue más rápida en la YPD, lo que sugiere que se aceleró por la energía metabólica y se alimentó aún más por el subsiguiente crecimiento excesivo de los supervivientes. En comparación con el tipo silvestre CAI4, la restitución de cromosomas en la EPJ no se alteró en un derivado isogénico Carad59, mientras que se retrasó considerablemente en sus homólogos Carad51 y Carad52. Sin embargo, cuando se produjo la incubación posterior al MMS en la SAF, la restitución de cromosomas en los mutantes de tipo silvestre y de RH se produjo con una cinética similar, lo que sugiere que la exquisita sensibilidad de los mutantes Carad51 y Carad52 al MMS se debe a un reinicio defectuoso de la horquilla. En general, nuestros resultados demuestran que la reparación de los HDB por células en reposo de C. albicans es bastante independiente de CaRad51, CaRad52 y CaRad59, lo que sugiere que se produce principalmente por reparación de escisión de la base (BER).

Candida albicans mutants deficient in homologous recombination (HR) are extremely sensitive to the alkylating agent methyl-methane-sulfonate (MMS). Here, we have investigated the role of HR genes in the protection and repair of C. albicans chromosomes by taking advantage of the heat-labile property (55 °C) of MMS-induced base damage. Acute MMS treatments of cycling cells caused chromosome fragmentation in vitro (55 °C) due to the generation of heat-dependent breaks (HDBs), but not in vivo (30 °C). Following removal of MMS wild type, cells regained the chromosome ladder regardless of whether they were transferred to yeast extract/peptone/dextrose (YPD) or to phosphate buffer saline (PBS); however, repair of HDB/chromosome restitution was faster in YPD, suggesting that it was accelerated by metabolic energy and further fueled by the subsequent overgrowth of survivors. Compared to wild type CAI4, chromosome restitution in YPD was not altered in a Carad59 isogenic derivative, whereas it was significantly delayed in Carad51 and Carad52 counterparts. However, when post-MMS incubation took place in PBS, chromosome restitution in wild type and HR mutants occurred with similar kinetics, suggesting that the exquisite sensitivity of Carad51 and Carad52 mutants to MMS is due to defective fork restart. Overall, our results demonstrate that repair of HDBs by resting cells of C. albicans is rather independent of CaRad51, CaRad52, and CaRad59, suggesting that it occurs mainly by base excision repair (BER).