Función de Sok1 en el inicio del crecimiento hifal en Candida albicans

Abstract

El hongo Candida albicans es un importante patógeno fúngico en pacientes inmunocomprometidos. Una característica fundamental de su virulencia es la gran plasticidad fenotípica que le permite realizar cambios reversibles entre levadura e hifa. El inicio de la formación de una hifa requiere de la rápida degradación de Nrg1, el principal represor del crecimiento hifal. El modelo actual propone que esta degradación es esencial para generar una ventana de oportunidad en los promotores de los Genes Específicos de Hifa (HSGs) que permita la unión del factor de transcripción Brg1 para activar la expresión de estos genes. En esta tesis hemos estudiado la función de Sok1 y los factores que regulan la disociación de Nrg1 de los promotores de los HSGs y de BRG1 durante el inicio del crecimiento hifal. Los resultados obtenidos demuestran que disociación y degradación de Nrg1 no es necesaria para crear la ventana de oportunidad que active la transcripción del programa hifal. También, se ha puesto de manifiesto mecanismos diferentes de regulación para el despegue de Nrg1 de los promotores de los HSGs y BRG1. En el primer caso, Nrg1 se despega de los promotores de los HSGs mediante un mecanismo que requiere la fosforilación de un grupo de 7 sitios S/TP presentes en el extremo N-terminal de Nrg1 y de la acción de Sok1. Una vez Nrg1 es disociada de la cromatina, se exporta al citoplasma para su degradación de forma dependiente de la exportina Crm1 y Sok1. Respecto al promotor de BRG1, Nrg1 se separa del ADN por un nuevo mecanismo independiente de la proteína Sok1 y la fosforilación de Nrg1. Por último, hemos identificado a Sok1 como un nuevo factor necesario para que Brg1 se una a los promotores de los HSGs para activar la transcripción del programa de desarrollo hifal, fundamental para la virulencia de este importante patógeno oportunista.

The fungus Candida albicans is an important fungal pathogen in immunocompromised patients. A fundamental characteristic of its virulence is the great phenotypic plasticity that allows it to make reversible changes between yeast and hyphae. The initiation of hyphal formation requires rapid degradation of Nrg1, the main repressor of hyphal growth. The current model proposes that this degradation is essential to generate a window of opportunity at the promoters of hyphal-specific genes (HSGs) that allows the binding of the transcription factor Brg1 to activate the expression of these genes. In this thesis, we have studied the function of Sok1 and the factors that regulate the dissociation of Nrg1 from the promoters of HSGs and BRG1 during the initiation of hyphal growth. The results obtained demonstrate that dissociation and degradation of Nrg1 is not necessary to create the window of opportunity to activate transcription of the hyphal program. Also, different mechanisms of regulation for Nrg1 detachment from the promoters of HSGs and BRG1 have been revealed. In the first case, Nrg1 detaches from the promoters of HSGs by a mechanism that requires phosphorylation of a cluster of 7 S/TP sites present at the N-terminal end of Nrg1 and the action of Sok1. Once Nrg1 is dislodged of chromatin, it is exported to the cytoplasm for degradation in a Crm1 and Sok1 exportin dependent manner. With respect to the BRG1 promoter, Nrg1 is dislodged off DNA by a novel mechanism independent of Sok1 protein and Nrg1 phosphorylation. Finally, we have identified Sok1 as a novel factor required for Brg1 to bind to the promoters of HSGs to actívate transcription of the hyphal developmental program, critical for virulence of this important opportunistic pathogen.