Transcriptional and Post-Translational Roles of Calcineurin in Cationic Stress and Glycerol Biosynthesis in Cryptococcus neoformans

Autor(es)

Santos, Ronaldo Silva ; Martins-Silva, Gabriel ; Padilla, Adrian Adolfo Alvarez ; Possari, Mateus ; Degello, Sergio Donnantuoni ; Brustolini, Otavio J. Bernardes ; Vasconcelos, Ana Tereza Ribeiro ; Vallim, Marcelo Afonso ; Pascon, Renata C.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: JOURNAL OF FUNGI; v. 10, n. 8, p. 25-pg., 2024-08-01.

Resumo

Stress management is an adaptive advantage for survival in adverse environments. Pathogens face this challenge during host colonization, requiring an appropriate stress response to establish infection. The fungal pathogen Cryptococcus neoformans undergoes thermal, oxidative, and osmotic stresses in the environment and animal host. Signaling systems controlled by Ras1, Hog1, and calcineurin respond to high temperatures and osmotic stress. Cationic stress caused by Na+, K+, and Li+ can be overcome with glycerol, the preferred osmolyte. Deleting the glycerol phosphate phosphatase gene (GPP2) prevents cells from accumulating glycerol due to a block in the last step of its biosynthetic pathway. Gpp2 accumulates in a phosphorylated form in a cna1 Delta strain, and a physical interaction between Gpp2 and Cna1 was found; moreover, the gpp2 Delta strain undergoes slow growth and has attenuated virulence in animal models of infection. We provide biochemical evidence that growth in 1 M NaCl increases glycerol content in the wild type, whereas gpp2 Delta, cna1 Delta, and cnb1 Delta mutants fail to accumulate it. The deletion of cnb1 Delta or cna1 Delta renders yeast cells sensitive to cationic stress, and the Gfp-Gpp2 protein assumes an abnormal localization. We suggest a mechanism in which calcineurin controls Gpp2 at the post-translational level, affecting its localization and activity, leading to glycerol biosynthesis. Also, we showed the transcriptional profile of glycerol-deficient mutants and established the cationic stress response mediated by calcineurin; among the biological processes differentially expressed are carbon utilization, translation, transmembrane transport, glutathione metabolism, oxidative stress response, and transcription regulation. To our knowledge, this is the first time that this transcriptional profile has been described. These results have implications for pathogen stress adaptability. (AU)

• Processo FAPESP: 15/04400-9 - O papel da autofagia no crescimento a alta temperatura (37°C) e virulência em Cryptococcus neorformans
• Beneficiário: Marcelo Afonso Vallim
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 23/11339-0 - Identificação e caracterização de leveduras produtoras de micosporinas: uma abordagem biotecnológica para novos bloqueadores de radiação ultravioleta
• Beneficiário: Renata Castiglioni Pascon
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 23/08675-9 - Biossíntese de micosporinas por Naganishia friedmannii: uma abordagem biotecnológica para produção de novos bloqueadores solares
• Beneficiário: Gabriel Martins da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 20/01000-8 - Cryptococcus neoformans e as relações entre virulência, metabolismo do enxofre, estresse osmótico e oxidativo
• Beneficiário: Renata Castiglioni Pascon
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 22/03307-9 - Avaliação da produção de micosporinas e caracterização fisiológica do fungo Papiliotrema laurentii
• Beneficiário: Gabriel Martins da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 21/14632-5 - Caracterização do fator de transcrição do tipo Zinc cluster: o papel na via de captação de aminoácidos em Cryptococcus neoformans e a sua relação com a virulência
• Beneficiário: Mateus Possari de Oliveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 21/06290-7 - O complexo calcineurina e a resposta ao estresse osmótico e oxidativo: o papel da fosfatase Gpp2 e da via de biossíntese dos aminoácidos sulfurosos
• Beneficiário: Ronaldo Silva Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado