Chromatin remodeling protein Abf1 regulates expression of adhesin encoding genes in Candida glabrata

Abstract

"The DNA spatial arrangement inside the nucleus critically depends on external stimuli and plays a fundamental role in gene expression. In the fungal opportunistic pathogen Candida glabrata (Nakaseomyces glabrata), gene regulation plays an essential role on its ability to colonize and disseminate within the host, partly through the regulation of the expression of adhesins’ that are involved in its adherence to epithelial cells. This characteristic largely depends on the gene EPA1 gene, which is subject to subtelomeric silencing and encodes the cell wall protein Epa1. Subtelomeric silencing in C. glabrata depends on the SIR complex, yKu70/yKu80, CgRap1, and CgAbf1. Moreover, we previously found that the E-R telomere, that harbors the genes EPA1, EPA2, and EPA3, can be remodeled into loop-like secondary structures through the interaction of cis-acting elements like the protosilencer Sil2126, the Negative Element (NE), and other intergenic regions. In this work, we found that Rap1 and Abf1 proteins bind at different positions throughout this telomere using chromatin immunoprecipitation assays (ChIP-qPCR). Moreover, we found that CgAbf1 binds near the promoter region of EPA1 at two different positions, and that EPA1 expression is negatively regulated by Abf1. Consistently, the truncated mutant Cgabf1-43 (that lacks the last 43 amino acids at its C-terminal) displayed an increase in EPA1 transcript and cells were more adherent to epithelial cells in vitro compared to the parental strain. We also determined the binding sequences for Abf1 and Rap1 in C. glabrata, using the data from the ChIP assays and bioinformatic tools. Additionally, we found that CgAbf1 co-immunoprecipitates with other silencing proteins like CgRap1, Sir3, Sir4, yKu70/80, which suggests their interaction. Furthermore, we observed that Sir4 and yKu70/80 colocalized with the nuclear periphery which suggests that the telomeres might be localized at this region thereby reinforcing the silencing of the genes adjacent to the telomere."

"El arreglo espacial del ADN dentro del núcleo juega un papel fundamental en la regulación de la expresión de genes, y está en función de los estímulos externos a los que está sujeto el organismo. En el caso de hongo patógeno oportunista Candida glabrata (Nakaseomyces glabrata) la estructura tridimensional juega un papel fundamental en su éxito para colonizar nichos dentro de su hospedero. La adhesión a células epiteliales, una característica importante para su virulencia depende principalmente del gen EPA1 que codifica para la proteína de pared Epa1 y cuya expresión está sujeta a silenciamiento subtelomérico. En C. glabrata el silenciamiento subtelomérico depende principalmente de las proteínas del complejo SIR, yKu70/yKu80, CgRap1 y CgAbf1. Previamente en el laboratorio encontramos que el telómero E derecho donde se encuentran los genes EPA1, EPA2 y EPA3, puede formar estructuras secundarias tipo asa a través de elementos en cis como el protosilenciador Sil2126, el Elemento Negativo (NE) y otras regiones intergénicas. En este trabajo encontramos mediante ensayos de inmunoprecipitación de la cromatina (ChIP-qPCR), que CgRap1 y CgAbf1 se unen en diferentes posiciones a lo largo de este telómero. Principalmente encontramos que CgAbf1 se une a la región que comprende el promotor de EPA1 en dos sitios diferentes, lo cual sugiere que CgAbf1 regula la expresión de EPA1. También, definimos las secuencias que constituyen los motivos de unión para las proteínas CgAbf1 y CgRap1 en C. glabrata utilizando herramientas bioinformáticas, y evaluamos la expresión de EPA1 por RTqPCR en el fondo mutante Cgabf1-43 (que carece de los últimos 43 aminoácidos en su carboxilo terminal). Observamos un aumento del transcrito de EPA1 en esta cepa y un incremento en la adhesión a células HeLa. Además, encontramos que la proteína CgAbf1 puede interaccionar con otras proteínas del silenciamiento como Sir3, Sir4, CgRap1 y yKu70/80, mediante ensayos de co-inmunoprecipitación. Por otro lado, encontramos focos de Sir4 y yKu70 distribuidos en la periferia nuclear lo cual sugiere un anclaje de los telómeros en esta región que podría contribuir al silenciamiento."