The Penicillium brasilianum Histone Deacetylase Clr3 Regulates Secondary Metabolite Production and Tolerance to Oxidative Stress

Autor(es)

Akiyama, Daniel Yuri ; Rocha, Marina Campos ; Costa, Jonas Henrique ; Teles, Caroline Brandao ; Zuccoli, Giuliana da Silva ; Malavazi, Iran ; Fill, Taicia Pacheco

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: JOURNAL OF FUNGI; v. 8, n. 5, p. 18-pg., 2022-05-01.

Resumo

Most of the biosynthetic gene clusters (BGCs) found in microbes are silent under standard laboratory cultivation conditions due to the lack of expression triggering stimuli, representing a considerable drawback in drug discovery. To access the full biosynthetic potential, studies towards the activation of cryptic BGCs are essential. Histone acetylation status is an important regulator of chromatin structure, which impacts cell physiology and the expression of BGCs. In this study, clr3, a gene encoding a histone deacetylase in Penicillium brasilianum LaBioMMi 136, is deleted and associated phenotypic and metabolic changes are evaluated. The results indicate reduced growth under oxidative stress conditions in the increment clr3 strain, higher intracellular reactive oxygen species (ROS) levels, and a different transcriptional profile of 13 ROS-related genes of both strains under basal and ROS-induced conditions. Moreover, the production of 14 secondary metabolites, including austin-related meroterpenoids, brasiliamides, verruculogen, penicillic acid, and cyclodepsipeptides was evaluated in the increment clr3 strain, most of them being reduced. Accordingly, the addition of epigenetic modulators responsible for HDAC inhibition into P. brasilianum's growth media also culminated in the reduction in secondary metabolite production. The results suggest that Clr3 plays an essential role in secondary metabolite biosynthesis in P. brasilianum, thus offering new strategies for the regulation of natural product synthesis by assessing chromatin modification. (AU)

• Processo FAPESP: 19/06359-7 - Compreensão dos fatores químicos envolvidos no endofitismo x patogenicidade de diferentes isolados de Penicillium brasilianum
• Beneficiário: Taicia Pacheco Fill
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/13027-8 - Análise do perfil metabólico pré e pós-deleção do gene histona deacetilase no fungo Penicillium brasilianum
• Beneficiário: Daniel Yuri Akiyama
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 17/19694-3 - Identificação do papel das proteínas de choque térmico HsfA e Hsp90 e do regulador SmiA na atividade da via da integridade da parede celular no fungo patogênico oportunista humano Aspergillus fumigatus
• Beneficiário: Iran Malavazi
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/14666-4 - Influência do sistema endocanabinóide sobre o perfil energético de células neurais durante o neurodesenvolvimento: implicações na Esquizofrenia
• Beneficiário: Giuliana da Silva Zuccoli
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 18/00315-5 - A influência de proteínas quinases ativadas por mitógenos (MAPK) na expressão de determinantes genéticos importantes para a virulência de Aspergillus fumigatus
• Beneficiário: Marina Campos Rocha
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/25055-3 - Investigação sobre o papel das hnRNPs em oligodendrócitos e suas implicações na esquizofrenia
• Beneficiário: Caroline Brandão Teles Rodrigues
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 16/07870-9 - A influência de proteínas quinases ativadas por mitógenos (MAPK) na expressão de determinantes genéticos importantes para a virulência de Aspergillus fumigatus
• Beneficiário: Gustavo Henrique Goldman
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático