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美国国家科学院院刊。2000年10月24日;97(22): 12158–12163.
2000年10月10日在线发布。 数字对象标识:10.1073/pnas.220420397
预防性维修识别码:PMC17311型
PMID:11027318

A类酵母菌属侵袭相关基因家族生长、细胞间粘附和交配

关联数据

补充资料

摘要

面包酵母的细胞壁包含一个家族糖基-磷脂酰肌醇(GPI)连接的结构域糖蛋白结构类似于病原真菌的粘附素。野生型这些蛋白质在不同的细胞中都有独特的功能发育过程(交配、侵袭性生长、细胞-细胞粘附、,或成丝)。将这些发育事件结合在一起的是粘着,惰性基质或电池。尽管他们在它们的特异性,其中许多蛋白质可以替代每一种其他当过度表达时。例如,在单倍体入侵和二倍体丝状体的营养生长,而配对需要图2p。当过表达时,Flo11p和图2p可以在交配、入侵、成丝和絮凝作用。Flo11p在配对中提供Fig2p功能的能力取决于其细胞内定位到交配投射,图2p通常作用于交配细胞的粘附。我们的数据显示,即使是远房的家庭成员也有能力携带如果适当地本地化和表达,则输出不同的函数。

一个家族糖基磷脂酰肌醇(GPI)连接的细胞表面糖蛋白称为真菌粘连对真菌的发病机制很重要因为它们允许诸如白色念珠菌粘附哺乳动物上皮细胞和内皮细胞(1,2). 这些蛋白质有一个N端信号序列,一个中心结构域包含高度重复的富含丝氨酸/苏氨酸序列,以及包含GPI锚定序列的C端域。的表达式这些蛋白质[例如,来自白色念珠菌(,4)和来自的Epa1p光滑念珠菌(5)]英寸酵母菌属允许这种生物,而正常情况下粘附在哺乳动物细胞上。

这个酿酒酵母基因组包含一个家族与病原真菌黏附蛋白相关的细胞壁蛋白。一个该蛋白家族的分支,由基因编码,包括FLO1层,FLO5系列,第9层、和浮动10被称为絮状体(6)因为这些蛋白质促进细胞与细胞的粘附,形成多细胞团解决方案外(710). 这个FLO1层,FLO5系列,第9层、和浮动10基因共享相当多的序列同源性。

第二组Flo家族成员的域结构类似于第一种,但氨基酸序列完全无关。这个第二组包括三种蛋白质,Flo11p、Fig2p和Aga1p。弗洛11p是二倍体假菌丝形成和单倍体侵袭所必需的增长(11,12). 单倍体侵袭性生长细胞粘附在琼脂上表面,使其不会被洗掉(13). 二倍体假菌丝生长细胞在分裂后相互粘附并形成长链细丝的(14). 图2p和Aga1p在交配过程中被诱导(15,16).Aga1p,由二硫化物连接到可溶性肽Aga2p(17),是表面要求材料单元格,用于粘附在蛋白质Sag1p表面材料α细胞(18). 液体中交配需要Aga1p、Aga2p和Sag1p,但不需要固体介质。

这些形态发生事件——絮凝、成丝、侵入生长和交配需要非常不同的信号通路和细胞结构。糖分耗尽时经常发生絮凝在指数增长后期或稳定增长阶段(1921),而成丝需要氮的饥饿(14). 配对需要停止生长和诱导交配特异基因通过交配信息素(2225). 四种形态发生的细胞生物学事件也不同。絮凝和单倍体入侵各向同性;没有证据表明粘附表面。相比之下,交配和假菌丝成丝需要极化生长细胞产生的投影细胞粘附和融合位点,而假菌丝生长需要细胞在末端粘在一起。

在本报告中,我们表明酵母的絮状蛋白基因形成一个功能上相互关联的家庭成员组成的不同寻常的网络。这些基因都有相似的整体结构域,但它们有氨基酸序列具有相当大的多样性。鉴于这些差异,令人惊讶的是FLO公司基因可以补偿另一个在不同的形态发生事件中:絮凝、交配、单倍体入侵、,和丝状。将这些发育事件结合在一起的是粘着,惰性基质或电池。

材料和方法

酵母菌株和生长条件。

所有酵母菌株(补充材料表1网址:www.pnas.org)本研究中使用的与∑1278b遗传背景相似(26,27). 按说明制备标准酵母培养基(28). 全部酵母菌株在30°C下生长。合成低氨右旋糖(SLAD)培养基和合成低氨棉子糖(SLAR)培养基用于制备诱导假菌丝(SLAD=2%葡萄糖;SLAR+Gal=2%棉子糖+0.2%半乳糖)(14).假菌丝丝状生长由上的条纹菌株测定SLAD或SLAR+Gal板,并在4–7天后拍摄增长。之后观察到侵入琼脂的假菌丝用水洗盘子。进行侵入性生长试验用水龙头把盘子洗干净(13)生长5天后酵母提取物/蛋白胨/葡萄糖(YPD)或酵母提取物/蛋白质胨Gal(YPGal)。

引物和质粒构建。

所有引物均列于补充材料表2中网址:www.pnas.org.

pQF142.1(缺失质粒浮动11):2μ质粒,pQF146,包含浮动11(从核苷酸1471上游到核苷酸1599下游)与酿酒酵母基因组学图书馆(C.Connelly和P.Hieter,个人通讯)。A类Blp公司我/Nru公司pQF146的I片段,包括整个的浮动11ORF被替换为HIS3型基因得到pQF142.1。

pQF296.10(质粒FLO11–3公顷图2-3公顷构造):酿酒酵母URA3基因是用引物BG118和BG119进行PCR扩增。PCR产物为用…消化不是我/Xba公司我和克隆到pBluescript KSII(+)不是我/Xba公司I要形成的站点pQF292.来自B2385的三重血凝素表位(HA)标签(不是I片段,Fink实验室收集)和B2500(Xba公司I片段,Fink实验室收集)被克隆到不是我和Xba公司pQF292的I位点顺序为表格pQF296.10。HA标签的阅读框来自不是Xba公司一、。

镀锌1插入启动子细胞壁前蛋白编码基因。

引物对用于扩增质粒(pFA6a-KanMX6-pGAL1)包含镀锌1启动子与卡那霉素耐药基因(29). PCR产物用于转化合适的酵母菌株和卡那霉素耐药转化子通过PCR进行检测确保插入位置正确。底漆不同基因的配对如下:图2、BG88和BG89;FLO1层、BG94和BG95;浮动10、BG96和BG97;浮动11、BG156和BG157。

遗传杂交、转化和交配。

对于大多数实验,遗传杂交的标准方法和使用了转换(30). 为了制造二倍体菌株WY454,WY449、WY452、WY450、WY451、WY415和WY453,单倍体材料合适基因型的菌株为转换为乌拉+(尿嘧啶独立性)YCP50-HO系列。Ura的大部分+转化者是交配类型转换和交配导致的二倍体克隆。将转化子划线到含有5-氟代甲酸(5-FOA)(31)去除YCP50-HO质粒。定量交配分析基本上按照所述进行(32). 交配效率被定义为二倍体的数量菌落除以由测试单倍体亲本和二倍体数量。

基因敲除。

第11层HIS3型击倒是通过以下方式实现的野生型的转换材料单倍体Xba公司我/生态RV消化质粒pQF142.1。基因以下基因的敲除是通过转化进行的使用合适的PCR产品。引物对和同源物模板如下:图2URA3、,BG84和BG85,pRS316;图2TRP1号机组、BG84和BG85,pRS314;aga1型HIS3、,BG68和BG69,B3651;阿加2HIS3型、BG110和BG111、B3651;下垂1HIS3型、BG72和BG73、B3651;10层URA3、,BG142和BG143,pRS316。

RNA的制备和北方杂交。

使用热酸苯酚和Northern印迹制备总RNA按说明执行(33). 隔夜培养酵母菌株YPD用YPD稀释20倍并生长至外径600= 1.0. 这些培养物被离心制备RNA。将10μg RNA样品置于凝胶上,进行印迹,与500-bp片段杂交浮动10(对应N端ORF序列)探针或500-bp的碎片浮动11(对应N端ORF序列)探测。

用3HA标记Flo11p和Fig2p。

A类3HA-URA3–3HA-质粒pQF296.10的编码区为通过引物BG122和BG123(用于标记Flo11p)或引物扩增BG120和BG121(用于标记图2p)PCR产物用于转换应变10560–2B。正确的转化子3HA-URA3–3HA插入ORF区域浮动11图2被划到5-氟代甲酸板上(31)选择已环出URA3公司基因同源重组。

间接免疫荧光。

从琼脂表面或下面去除酵母细胞含牙签的培养基,染色如下:酵母菌株WY423(单倍体)和WY453(二倍体)生长在合成完全培养基上或将SLAD上生长的WY453固定在磷酸盐缓冲盐(PBS)中含甲醛(3.7%)1小时,用PBS清洗,以及用含有2%牛血清白蛋白的PBS再次清洗。之后细胞在含有2%白蛋白的PBS中孵育1小时在含有2%白蛋白的PBS和小鼠中沉淀和再悬浮抗HA抗体(1/1000)1小时。然后用含2%白蛋白的PBS三次悬浮在PBS中含2%白蛋白和Cy3-结合山羊抗鼠IgG抗体(1/1000)20分钟。然后用PBS清洗细胞三次含有2%的白蛋白。

将用信息素诱导的酵母细胞染色过夜菌株WY423、WY427和WY491的培养物在YPD,生长4h,用5μg/mlα因子处理1h(在使用信息素之前,清洗WY491并转移至YPGal处理)。培养物再添加5个μg/mlα因子,再培养1小时。文化是超声30秒,并通过添加1/10体积的37%固定甲醛2小时,然后用含有2%白蛋白,并如上所述进行染色。

结果

细胞壁蛋白的过度表达导致絮凝和对琼脂的粘附性。

多种细胞壁蛋白中任何一种的增强表达由于细胞间的粘附导致细胞聚集。这种现象在液体中很容易观察到,因为∑1278b菌株需要数小时才能澄清,而絮凝菌株开始出现以更快的速度沉积。过表达等基因∑1278b菌株图2,浮动11,浮动10,或FLO1层比较了每种培养物沉淀所需的时间。收件人进行此比较镀锌1启动子插入每个基因的5′端(例如。,GAL1-图2,GAL1-层10)在正常染色体位置,所以基因受镀锌1发起人而不是它的天然促进剂。在Gal培养基中,这些蛋白的过度表达基因增强絮凝作用。增强的顺序是FLO1层>浮动10>浮动11>图2(图。(图1A)。1A) ●●●●。GAL1层是如此的絮凝以至于细胞在一个巨大的团块中生长保持在管子的底部。镀锌1-图2只有轻微的絮状物。这种沉积是由地层引起的细胞聚集体。然而,这些细胞聚集体有不同的特点。这个GAL1层GAL1-层10聚集物是钙依赖性的,两者都被甘露糖的存在。但是,与GAL1层骨料GAL1-层10骨料也被抑制麦芽糖、蔗糖和葡萄糖的存在。这个GAL1-层11骨料不依赖钙被这些糖抑制。这个GAL1-图2絮凝作用太弱,无法用这些方法进行分析。

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细胞壁蛋白的过度表达导致絮凝和粘附添加到琼脂中。(A类)十毫升酵母培养物菌株在YPGal中生长过夜,在旋涡中短暂旋转搅拌器,并在30、60和90分钟后立即拍照(数字在右边)。酵母菌株:1、野生型(10560-2B);2,第11层(WY168);三,FL11 GAL1-FIG2(WY297);4,GAL1-层11(WY334);5,第11层GAL1-层10(WY341);和6,11层GAL1-FLO1(WY340)。(B类)相同的菌株用于A类修补到YPD或YPGal板上。孵育5天后盘子在水流下清洗并重新拍照。这个野生型菌株在YPGal板上的侵袭性小于在YPD板上。(C类)相同的菌株用于A类都长大了在YPD或YPGal液体介质中过夜,并在漩涡中短暂旋转混合器,将一部分细胞点在琼脂(2%)平板上。让盘子干燥30分钟,清洗并重新拍照。这个11层GAL1-FLO1未洗衣服的人看起来更紧张因为细胞是絮状的,并且大面积地粘在一起团块。

其中一些细胞壁蛋白的增强表达也导致侵入性生长。中的突变浮动11废除单倍体侵入性生长,表明在野生型中没有其他絮凝剂可以补偿第11层缺陷(11,12). 收件人测试其他家庭成员是否在侵袭性生长中发挥作用,我们过度表达图2,FLO10、,FLO1层在里面第11层突变并分析每个菌株以确定是否这种异源过度表达可以抑制第11层单倍体入侵缺陷。两者都有图2浮动10过度表达导致侵袭第11层背景,然而FLO1层过度表达则不然(图。(图11B类).

单倍体入侵可能有几个组成部分,包括对琼脂和琼脂渗透。为了区分这些,我们测试各种菌株在缺乏增长。这个镀锌1-的升级版本FLO11、FLO1、FLO10、和图2最初生长于Gal培养基,在不含营养物质的琼脂上发现,并允许干燥。然后像往常一样在水龙头下清洗盘子。在这些下面条件第11层菌株不粘附,而野生类型和镀锌1-提升FLO11、FLO10、,图2应变确实粘附(图。(图11C类). 这些数据表明“单倍体”不需要琼脂渗透入侵。”此外,事实上GAL1层菌株不粘附在琼脂上,但是絮凝性最强的菌株测试表明,对琼脂的粘附性不同于细胞絮凝所需的粘附力。因此,这些蛋白质具有不同的但功能重叠:图2p、Flo1p、Flo10p和Flo11p促进絮凝;图2p、Flo10p和Flo11p促进絮凝和入侵。

粘着细胞壁蛋白质可交换用于交配。

图2p在营养性单倍体细胞中不表达,但表达强烈因接触信息素而诱发(15)或相反的细胞配合类型(数据未显示)。我们发现图2p负责信息素诱导的侵袭性生长(34)(数据不如图所示)。我们还发现,在以下菌株中交配需要图2p未能产生酵母交配凝集素,这表明蛋白质具有重叠功能(图。(图22A类). A类材料 图2 aga1应变显示超过与野生型相比,交配减少了30倍aga1、,或a图2应变。我们观察到图2p是也参与了交配材料α菌株。材料α菌株表达Fig2p、Aga1p,和Sag1p(16,18). 这个材料α图2 aga1,图2下垂1、和aga1凹陷1菌株与野生菌株交配类型,而a图2 aga1 sag1应变具有强烈的配合缺陷。这些数据揭示了一个意外的函数这些细胞壁蛋白:Aga1p和Sag1p都参与交配在里面材料α细胞。在固体培养基上,Fig2p蛋白可以绕过对Aga1p和Sag1p蛋白的要求副的反之亦然.

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粘附细胞壁蛋白在交配时可以互换。图像左边是板块匹配,右边的直方图是定量匹配的结果。(A类)材料污渍被修补在YPD板上,隔夜生长,复制到YPD板上,与野生型交配材料αtester草坪(10560–45B)。进行了配对4小时后,将交配混合物复制到选择性培养基(YNB)平板。左侧显示的增长二倍体。酵母菌株:a,野生型(10560–31D);b、,图2(WY362);c、,aga1型(WY313);日期:,阿加2(WY486);e、,图2 aga1(WY364);和f,图2 aga2(WY488)。同样的菌株也用于定量交配试验(材料和方法)结果显示在赖特配合百分比定义为二倍体/(二倍体+非配对单倍体)。条形图和误差条形图显示分别采用三种分析方法和标准误差。(B类)细胞表面蛋白质可以弥补图2 aga1应变。A类材料 图2aga1层11菌株的匹配性比图2 aga1紧张,意味着Flo11p参与了交配。因此,在图2 aga1 flo11背景。材料菌株与野生型交配材料平板交配试验中的α测试菌株(10560–4B)和定量交配试验类似于A.上部左侧显示在YPD板上配合左下角在上YPGal板。酵母菌株:g,野生型(10560–14A);小时,图2aga1层11(WY350);我,图2 aga1GAL1-层11(WY345);j、,aga1层11GAL1-图2(WY310);k的情况下,图2 aga1 flo11GAL1层(WY367);和我,图2 aga1 flo11GAL1-层10(WY368)。

The mating defect in a材料 图2 aga1应变似乎发生在相反交配型细胞的粘附中彼此之间。细胞对信息素表现出正常的敏感性,并形成在数量和外观上看起来正常的投影。然而,在野生型交配混合物材料α细胞,有实际上没有受精卵或由其突起附着的成对细胞表明配合缺陷是由于未能粘附相反交配类型的细胞(数据未显示)。

一些植物性絮状体可以补偿交配缺陷图2 aga1突变体(图。(图22B类).这个浮动10浮动11基因过表达时可以补偿图2 aga1应变。A类GAL1-FLO11图2 aga1Gal引起的应变显著提高交配效率,表明Flo11p可以绕过因缺少图2p和Aga1p而产生的缺陷。其中的絮状体可以抑制图2aga1型当从其天然启动子表达时。因此,图2p,Aga1p和Sag1p具有特定于交配的功能粘附素、Flo10p和Flo11p,它们介导其他当过度表达时,可以替代图2p、Aga1p和Sag1p。

絮凝素的异位表达促进丝状体生长。

各种絮凝剂促进交配和当外源性表达入侵时,促使对其能力进行测试代替浮动11丝状生长的功能。丝状的生长是二倍体的特性:浮动11/浮动11菌株产生多产的纤丝,而第11层/第11层菌种形成光滑的圆形菌落缺少细丝(12,35). 我们表达了来自这个镀锌1启动子并在中测试这些结构第11层/第11层二倍体的能力促进成丝。值得注意的是,GAL1-图2GAL1-层10在没有浮动11(图。(图3)。). 的表达式GAL1层未能诱导纤丝从菌落,尽管有证据表明仍有一些丝状物残留洗涤后嵌入琼脂中。镀锌1-图2GAL1-层10出现正常。

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絮状体的异位表达促进丝状体的生长。表达不同絮状蛋白基因的菌株镀锌1启动子被划线到SLAR+Gal板(A类)或SLAD板(B类),生长4天,并在洗涤前后拍照。酵母菌株:WT(WY454),第11层/第11层(WY449),第11层/第11层镀锌1-图2/GAL1-图2(WY452),第11层/第11层GAL1层/GAL1层(WY450),第11层/第11层GAL1-层10/GAL1-层10(WY451),以及第11层/第11层GAL1-层11/GAL1-层11(WY415)。

浮动10可以绕过损失浮动11功能。

过度表达的能力浮动10绕过中的缺陷浮动11提出了以下问题:浮动10在下面它自己的发起人可以提供浮动11功能。以前的工作表明调控基因的缺失SFL1系列部分绕过第11层入侵缺陷和成丝(36).SFL1系列已知抑制表达一些基因(3638). 因此,有一个假设可以解释a的粘附和成丝表型11层sfl1突变体是那个吗浮动10sfl1型突变体并能提供缺失的补偿功能第11层.这个假设预言浮动10被…压制SFL1系列而且浮动10功能是必需的a中的成丝和粘附sfl1层11突变体。

Northern分析表明浮动10表达式低于SFL1系列控制(图。(图44A类). 两者都有浮动11浮动10消息被压制SFL1系列,但是浮动10sfl1型突变体。测试是否减压浮动10是负责任的用于抑制第11层中的缺陷sfl1型菌株,我们进行了比较sfl1层11菌株sfl1型11层10层菌株。正如该抑制模型所预测的那样,sfl1层11菌株粘附,但sfl1 flo11 flo10应变不会(图。(图44B类). 此外,sfl1型/sfl1层11/第11层二倍体灯丝,但sfl1型/sfl1层11/第11层10层/10层二倍体没有(图。(图44C类).这些结果直接证明FLO公司基因具有可互换的功能,即使在自己的控制下发起人。

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浮动10可以绕过损失浮动11功能。(A类)浮动10浮动11表达受到抑制SFL1系列.北部斑点从菌株WT(10560–2B)制备的总RNA(10μg),sfl1型(WY458),sfl1层10(WY462),以及sfl1层11(WY466)与FLO10、,FLO11、,行动1探针。(B类)抑郁症浮动10导致单倍体入侵。应变WT(10560–2B),10层(WY456),sfl1型(WY458),第11层(WY460),10层sfl1型(WY462),flo10 flo11(WY464),第11层sfl1型(WY466),以及flo10 flo11 sfl1(WY468)是修补到YPD板上。培养5天后,平板在水流下清洗并重新拍照。(C类)抑郁症浮动10促进丝状生长。菌株WT(WY454),10层/10层(WY479),sfl1型/sfl1型(480瓦),第11层/第11层(WY481),10层/10层 sfl1型/sfl1型(WY482),10层/10层第11层/第11层(WY483),第11层/11层sfl1/sfl1型(WY484),以及10层/10层第11层/11层sfl1/sfl1型(WY485)在SLAD板上画出条纹,生长7天,并拍照清洗前后。

粘附性与表面上的Flo11p和图2p有关细胞表面。

Flo11p功能在单倍体入侵和二倍体丝状结构是指这种蛋白质定位于细胞墙壁,在这里它可以促进对各种表面的粘附。为了检验这个想法我们替换了浮动11用一个-标记版本,FLO11–3公顷(参见材料和方法),并可视化了手机的位置间接免疫荧光法检测Flo11p。这个带标签的蛋白质菌株中Flo11p的拷贝在两个单倍体中都是完全功能的侵入和二倍体丝状体(数据未显示)。单倍体细胞显示表面周围Flo11–3HA的均匀染色(图。(图5A5A左侧). 二倍体酵母细胞在富培养基上生长(合成完全)(图。(图5B5B上部)或缺氮介质(SLAD)(图。(图5B5B下部)表面几乎没有染色。然而,SLAD中的丝状细胞染色强烈(图。(图5A5A类赖特). 细丝中的许多细胞表现出不对称分布Flo11–3HA,在女儿离母亲更远。这种不对称分布可以可见于纤丝的老细胞以及纤丝的尖端花丝末端的生长芽。然而它们的表面都是丝状污渍。二倍体的失败酵母样细胞的染色意义重大,因为这些细胞来源于与染色强烈的丝状物来自同一个菌落。

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粘附性与表面上的Flo11p和图2p有关细胞表面。Flo11p和Fig2p蛋白用HA标记(参见材料和方法). 采集酵母细胞,固定,用小鼠抗HA抗体处理,并用Cy3-结合山羊抗鼠IgG抗体。(A类)单倍体在合成完整培养基上生长的酵母细胞(菌株WY423)显示Flo11–3HA的均匀染色(左侧). 二倍体在SLAD上生长的假菌丝细胞(菌株WY453)(具有0.2mM-添加组氨酸盐酸盐)通常显示极化染色(赖特); 然而,有些显示出均匀染色(见左侧灯丝)。(B类)大多数二倍体酵母细胞(WY453)无论是否生长在合成材料上,都无法对Flo11p染色完全培养基(上部)或SLAD(下部).(C类)α因子形式处理的单倍体酵母细胞配合突起(左侧). 只有投影显示图2–3HA染色(WY427菌株)(右上).Flo11–3HA出现在细胞体上,而不是投影中(菌株WY423)(中部 赖特). 11层–3HAGal诱导仅出现在投影中(菌株WY491)(右下角).

相比之下,图2p似乎局限于配合期间的形状(图。(图5C5C顶部). 功能性HA标签图2p的版本(图2-3HA)是由交配信息素和定位于投影,身体上几乎没有染色单元格。Flo11p在交配细胞中的定位显示与图2p不同的分布。当单倍体细胞被诱导信息素Flo11p出现在细胞体上,但不存在于投影(图。(图5C5C中间). 中缺少Flo11p这一投影可以解释为什么Flo11p未能恢复交配缺乏Fig2p和Aga1p的细胞。大概是不合适执行此功能的位置。自Flo11p生产过剩以来大大提高了图2 aga1应变(图。(图44C类),我们插入了镀锌1发起人5′端FLO11–3公顷建造(加仑1 FLO11–3公顷)确定Flo11p的本地化当它在交配过程中过度生产时。这个加仑1 FLO11–3公顷当菌株从葡萄糖转变为半乳糖培养基。什么时候?浮动11由半乳糖诱导信息素治疗,Flo11p(Flo11–3HA)的大部分是定位到投影(图。(图5C5C底部).

讨论

我们的数据显示FLO公司基因可以补偿不同形态发生事件中的另一种:絮凝、交配、单倍体入侵和丝状化。这种明显的功能冗余增加了为什么任何一个基因的突变都会导致突变表型。答案是,即使是野生型的表型应变取决于这些因素的调节和定位蛋白质。例如,浮动11两个单倍体都需要入侵与二倍体丝状体(11,12)在我们的媒体上。因为没有在这些条件下,其他絮状体的表达水平足够高条件第11层菌落有一个独特的突变体表型。然而,当过度表达时,图2浮动10可以绕过以下要求浮动11对于丝状化和单倍体入侵。

在野生型细胞中图2基因只有在由交配信息素诱导(15),以及浮动10不是在这些条件下以足够的数量生产,以绕过第11层缺陷。然而,当镇压浮动10被解除(在sfl1型突变体),它完全能够为单倍体入侵和二倍体提供补偿功能丝状结构。因此图2,FLO10、,浮动11在营养细胞中发生在每个基因特异的顺式启动子水平和控制它们的反作用监管机构。

本地化也是功能多样性的原因。

在富含培养基的单倍体细胞中,Flo11p的表达水平较高并均匀分布在细胞表面。这些功能解释Flo11p对单倍体细胞粘附到琼脂表面。在富培养基上生长的二倍体表达很少的Flo11p与还原琼脂一致粘附性与单倍体比较。在缺氮培养基上菌落中的二倍体细胞是酵母形式,而不是细丝。然而,只有丝状细胞表达Flo11p。现场丝状细胞表面的Flo11p,但不是酵母菌同一菌落内的细胞符合Flo11p用于丝状生长。尽管第11层/第11层二倍体不能形成丝,它们确实会制造长细胞来应对氮饥饿,这表明长细胞的形成本身不足以形成细丝。

Flo11p在芽形成部位的局部沉积可以防止母细胞与子细胞分离。事实上,我们数据显示Flo11p对生长细胞尖端的极化细丝。然而,并不是细丝中的所有细胞都显示出这种情况极化;一些细胞的Flo11p分布在整个细胞上表面。与其他分泌蛋白一样,Flo11p最初可能是集中在芽尖,但随后在整个表面。细胞表面也可能需要Flo11p将母亲和新生女儿粘在琼脂表面彼此。根据该模型营养缺乏-细胞周期改变细胞和单极芽将负责定向初生灯丝的生长。

交配信息素对Fig2p的诱导及其在昆虫体内的定位交配投射与其在细胞-细胞粘附中的作用是一致的,这是交配中细胞融合的前奏。支持aga1层11应变到允许粘附和融合。这就提出了为什么选择Flo11p的问题无法在图2 aga1应变。我们的数据表明,Flo11p在交配中不能正常工作因为它不在投影中。图2p被归纳为非常交配信息素的诱导水平较高,而Flo11p的诱导作用不受信息素(35). 据推测,新合成的Fig2p分泌于对不断增长的投影采取两极分化的方式促进与相反交配类型的细胞的粘附。仅当Flo11p在信息素诱导期间被Gal过度表达定位于交配中的投影和功能。因此,两者监管和本地化控制之间的功能区别这两种蛋白质。

絮凝剂多样性的演变。

具有相似性质的絮凝体之间粘附性能的多样性结构域结构表明重组可以产生新的具有新型粘附性能的絮状物。以前的研究有通过重组证明了一种新型絮凝剂的产生之间FLO5系列第八染色体和絮状蛋白假基因YAL065型在染色体I上(39). 这种创造机制通过重组获得的表面抗原的多样性与之类似被其他致病微生物使用(40,41).

补充材料

补充表格:

致谢

我们感谢Scott Erdman和Michael Snyder提供酵母菌株。我们感谢大卫·萨巴蒂尼、迈克·洛伦兹、蒂姆·加利茨基和阿德里安感谢他们对手稿的批判性阅读以及Fink实验室进行有益的讨论。我们还感谢Nicki Watson显微镜辅助。B.G.得到了国家研究部的支持服务奖(F32GM19181–02)。Q.F.由Damon Runyon提供支持博士后奖学金(DRG-1418)。G.R.F.是美国癌症遗传学学会教授。

缩写

血凝素表位

脚注

印刷前在线发布的文章:程序。国家。阿卡德。科学。美国,10.1073/pnas.220420397。

文章和出版日期见www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.220420397

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文章来自美国国家科学院院刊由以下人员提供美国国家科学院