Caracterização funcional e bioquímica do fator de transcrição HsfA e estudo da termotolerância, composição lipídica e integridade da parede celular de Aspergillus fumigatus

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Fabri, João Henrique Tadini Marilhano
Orientador(a): Malavazi, Iran lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEv
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/15610
Resumo: The filamentous and saprophytic fungus Aspergillus fumigatus is the main causative pathogen of invasive pulmonary aspergillosis (API) in immunocompromised individuals. One of its most important determinants of virulence is the thermotolerance. Faced with high temperature stress, opportunistic fungal pathogens implement an adaptive mechanism known as heat shock response controlled by heat shock transcription factors (HSFs), such as Hsf1. In eukaryotes, HSFs regulate the expression of heat shock proteins, such as the chaperone Hsp90, which are part of the cellular program for heat adaptation. Recently, it was observed that the disturbance in cell wall integrity (CWI) of A. fumigatus also causes susceptibility to elevated temperatures. Furthermore, it is known that, in response to temperature shock, fungi adapt the composition and fluidity of their cell membranes towards homeostasis. In this work, the hsfAHSF1 gene from A. fumigatus was studied, through the construction of a conditional mutant. hsfA was essential for the viability, virulence, thermotolerance and CWI of A. fumigatus. Temperature shock and cell wall stress modified the cell wall ultrastructure and triggered the coordinated expression of HsfA and Hsp90, which was shown to be regulated by the components of the CWI pathway PkcA and MpkA. RNA-Seq analyzes confirmed that HsfA regulates the expression of genes related to heat shock response, cell wall biosynthesis and remodeling, and lipid homeostasis. Furthermore, HsfA had a role in the synthesis of sphingolipids and phospholipids. For this reason, the function of the sdeAOLE1 gene, which encodes a fatty acid desaturase, and its relationship with hsfA was also investigated here. sdeA was shown to be essential, necessary for the synthesis of fatty acids and important for the phospholipids metabolism. It was also observed that HsfA regulates the expression of sdeA and the pseudogene sdeB. Finally, Western blot analysis proved that SdeA physically interacts with Hsp90 and regulates the expression of this chaperone. Collectively, these results demonstrate the connections between heat shock response and the CWI pathway and plasma membrane homeostasis, with HsfA playing a crucial role in the regulation of these pathways. Such conclusions may be important to bring new information about potential therapeutic targets in the treatment of API, and can also be applied to other pathogenic or relevant filamentous fungi.
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Faced with high temperature stress, opportunistic fungal pathogens implement an adaptive mechanism known as heat shock response controlled by heat shock transcription factors (HSFs), such as Hsf1. In eukaryotes, HSFs regulate the expression of heat shock proteins, such as the chaperone Hsp90, which are part of the cellular program for heat adaptation. Recently, it was observed that the disturbance in cell wall integrity (CWI) of A. fumigatus also causes susceptibility to elevated temperatures. Furthermore, it is known that, in response to temperature shock, fungi adapt the composition and fluidity of their cell membranes towards homeostasis. In this work, the hsfAHSF1 gene from A. fumigatus was studied, through the construction of a conditional mutant. hsfA was essential for the viability, virulence, thermotolerance and CWI of A. fumigatus. Temperature shock and cell wall stress modified the cell wall ultrastructure and triggered the coordinated expression of HsfA and Hsp90, which was shown to be regulated by the components of the CWI pathway PkcA and MpkA. RNA-Seq analyzes confirmed that HsfA regulates the expression of genes related to heat shock response, cell wall biosynthesis and remodeling, and lipid homeostasis. Furthermore, HsfA had a role in the synthesis of sphingolipids and phospholipids. For this reason, the function of the sdeAOLE1 gene, which encodes a fatty acid desaturase, and its relationship with hsfA was also investigated here. sdeA was shown to be essential, necessary for the synthesis of fatty acids and important for the phospholipids metabolism. It was also observed that HsfA regulates the expression of sdeA and the pseudogene sdeB. Finally, Western blot analysis proved that SdeA physically interacts with Hsp90 and regulates the expression of this chaperone. Collectively, these results demonstrate the connections between heat shock response and the CWI pathway and plasma membrane homeostasis, with HsfA playing a crucial role in the regulation of these pathways. Such conclusions may be important to bring new information about potential therapeutic targets in the treatment of API, and can also be applied to other pathogenic or relevant filamentous fungi.O fungo filamentoso e saprofítico Aspergillus fumigatus é o principal agente causador da aspergilose pulmonar invasiva (API) em indivíduos imunocomprometidos. Um dos seus mais importantes determinantes de virulência é a termotolerância. Diante do estresse por alta temperatura, os fungos oportunistas patogênicos implantam um mecanismo adaptativo conhecido como resposta ao choque térmico controlado por fatores de transcrição de choque térmico (HSFs), como Hsf1. Em eucariotos, os HSFs regulam a expressão de proteínas de choque térmico, como a chaperona Hsp90, que fazem parte do programa celular de adaptação ao calor. Recentemente, foi observado que a perturbação na integridade da parede celular (CWI) de A. fumigatus causa também suscetibilidade a temperaturas elevadas. Além disso, sabe-se que em resposta ao choque de temperatura, os fungos adaptam a composição e fluidez de suas membranas celulares em busca de homeostase. Neste trabalho, o gene hsfAHSF1 de A. fumigatus foi estudado, por meio da construção de um mutante condicional. hsfA se mostrou essencial para a viabilidade, virulência, termotolerância e CWI de A. fumigatus. O choque de temperatura e o estresse de parede celular modificaram a ultraestrutura da parede celular e desencadearam a expressão coordenada de HsfA e Hsp90, a qual se mostrou regulada pelos componentes da via CWI PkcA e MpkA. Análises de RNA-Seq confirmaram que HsfA regula a expressão de genes relacionados à resposta ao choque térmico, à biossíntese e remodelamento da parede celular e à homeostase lipídica. Ademais, HsfA apresentou função na síntese de esfingolipídios e fosfolipídios. Por essa razão, também foi investigada aqui a função do gene sdeAOLE1, que codifica uma dessaturase de ácidos graxos, e sua relação com hsfA. sdeA se mostrou essencial, necessário para a síntese de ácidos graxos e importante para o metabolismo de fosfolipídios. Foi observado também que HsfA regula a expressão de sdeA e do pseudogene sdeB. Por fim, análises de Western blot provaram que SdeA interage fisicamente com Hsp90 e regula a expressão dessa chaperona. Coletivamente, estes resultados demonstraram as conexões entre a resposta ao choque térmico e a via CWI e a homeostase da membrana plasmática, com HsfA desempenhando um papel crucial na regulação dessas vias. Tais conclusões podem ser importantes para trazer novas informações sobre potenciais alvos terapêuticos no tratamento da API, podendo também ser aplicadas a outros fungos patogênicos ou fungos filamentosos relevantes.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Processo nº 2017/13363-5porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEvUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessAspergillus fumigatusTermotolerânciaChoque térmicoHsfAParede celularFosfolipídiosSdeACIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICACaracterização funcional e bioquímica do fator de transcrição HsfA e estudo da termotolerância, composição lipídica e integridade da parede celular de Aspergillus fumigatusFunctional characterization of HsfA transcription factor and study of the thermotolerance, lipid composition and cell wall integrity in Aspergillus fumigatusinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis60060085399ddb-3e6e-46d5-bf1b-d3bafdf87aa0reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTese final após defesa.pdfTese final após defesa.pdfTese finalapplication/pdf19073562https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/0ffefb64-21c4-44af-ae96-01768d8541b6/download3f5df28b3fb35c1a3275bdc3ab76e150MD51trueAnonymousREAD2022-02-02Carta comprovante assinada.pdfCarta comprovante assinada.pdfapplication/pdf133543https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/14ce81fe-f6a4-4836-bf7c-f162efad8819/download1f7af3b147a15ef9dd7707ab42d04da7MD52falseCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/90b8882e-7053-4987-901e-82bbf25e546b/downloade39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53falseAnonymousREAD2022-02-02TEXTTese final após defesa.pdf.txtTese final após defesa.pdf.txtExtracted texttext/plain487004https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/b29319d7-878d-4d1f-9c1d-0fc6f9007e0b/download57bce198d80a52454f8ee5c2e165727aMD58falseAnonymousREAD2022-02-02Carta comprovante assinada.pdf.txtCarta comprovante assinada.pdf.txtExtracted texttext/plain1237https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/61d466e1-3e76-45d1-941f-d8742e89696e/download43ca29e23a60780db1a7b5d62df334f4MD510falseTHUMBNAILTese final após defesa.pdf.jpgTese final após defesa.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7197https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/dda138dc-24e5-4cdc-bcae-deef03e4b14c/download7686618839ea0d130eca576055a328a0MD59falseAnonymousREAD2022-02-02Carta comprovante assinada.pdf.jpgCarta comprovante assinada.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg13189https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/1870be53-ba36-4040-a341-555c4cff8a21/download0d334ca7c0d11fd42f29f630cd2f3a5cMD511false20.500.14289/156102025-02-05 20:51:49.2http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/15610https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-05T23:51:49Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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