Caracterização funcional de fatores de transcrição hipotéticos de Neurospora crassa

Abstract

O fungo Neurospora crassa é um organismo amplamente utilizado como organismo modelo na compreensão de aspectos fundamentais da biologia dos eucariotos. Nosso laboratório tem utilizado este fungo para estudar os mecanismos bioquímicos e moleculares envolvidos na regulação do metabolismo do glicogênio. A avaliação de uma coleção de linhagens mutantes individualmente nocauteadas em genes que codificam fatores de transcrição permitiu identificar várias proteínas potencialmente envolvidas na regulação do metabolismo do glicogênio neste organismo modelo. As linhagens mutantes selecionadas apresentaram alterações no perfil de acúmulo de glicogênio e expressão do gene que codifica a enzima glicogênio sintase (gsn) durante a situação de estresse térmico. Entre estas, as linhagens mutantes nas ORFS NCU03043, NCU01629 e NCU04731, anotadas como proteínas hipotéticas no banco de dados do genoma do fungo, foram selecionadas para o presente estudo. Através de análises de Blast, a proteína codificada pela ORF NCU04731 mostrou ser homóloga ao grupo de fator de transcrição SREBPs (Sterol Regulatory Element Binding Protein) de mamíferos, que atuam como principal regulador da síntese de colesterol. Estas proteínas possuem domínio transmembrana e são ativadas após clivagem. Uma proteína ortóloga a SREBP (Sre1) foi identificada em Schizosaccharomyces pombe, entretanto, enquanto a habilidade de resposta a esteróis é conservada, as SREBPs de fungo regulam genes envolvidos na resposta transcricional à hipóxia, sendo necessárias para o crescimento em baixas concentrações de oxigênio. A proteína codificada pela ORF NCU03043 mostrou homologia a proteínas FlbC e FLE1 de fungos, as quais estão envolvidas na conidiação e desenvolvimento asexual. A linhagem flbCKO de N. crassa apresentou defeitos na progressão...

The fungus Neurospora crassa has been widely used as a model organism for fundamental aspects of eukaryotic biology. We have been studying the biochemical and molecular mechanisms involved in glycogen metabolism regulation in this fungus. The screening of a set of knocked-out strains in genes encoding transcription factors was previously performed as an attempt to identify transcription factors regulating glycogen metabolism in N. crassa. Mutant strains presenting changes in glycogen accumulation and glycogen synthase gene (gsn) expression under normal growth temperature and under heat shock stress were selected. Among them, the mutant strains in the ORFs NCU03043, NCU01629 and NCU04731, annotated as hypothetical proteins in the fungus genome database were studied in the present work. By Blast analysis, the proteins NCU04731 showed homology to a group of mammalian transcription factors SREBPs (Sterol Regulatory Element Binding Protein), which act as regulators of cholesterol synthesis and requiring cleavage from the membrane for activation. A SREBP orthologue was identified in Schizosaccharomyces pombe (Sre1), however while the ability to respond to sterol is conserved, fungal SREBPs regulates genes involved in the transcriptional response to hypoxia and are required for growth under low-oxygen conditions. The proteins encoded by the ORF NCU03043 showed homology to the fungal proteins FlbC and FLE1 involved in conidiation and asexual development. The N. crassa flbCKO strain presented defects in cell cycle progression and morphology. FLBC protein is necessary for proper induction of conidiation and is important for growth and development in N. crassa. flbC gene expression was highly induced in the early times of conidia germination confirming the importance of this protein to the fungus... (Complete abstract click electronic access below)