A sit1 gén szerepe a Mucor lusitanicus csírázásában és virulenciájában
Vizsgálataink során a vasfelvételi rendszer működését és annak szabályozását tanulmányoztuk Mucor lusitanicus-ban.
In silico analízissel azonosítottuk a sit1 gént a M. lusitanicus genomjában. Az azonosított fehérje 606 aminosavból áll, és az általunk HMM profil alapján egy klaszterben helyezkedik el korábban már annotált sziderofór transzporterekkel. A fehérje szerkezeti elemzése kimutatta, hogy a major facilitator superfamily (MFS) transzporterekre jellemző motívumot tartalmazza, valamint 14 transzmembrán hélixből áll. A modell megbízhatóságát Ramachandran-plottal támasztottuk alá.
A vastranszportban szerepet játszó transzporterek összehangolt működése
Megvizsgáltuk a sit1 gén transzkripciós szintjének változását különböző azol és vaskelátor kezelések hatására. Eredményeink azt mutatták, hogy a sit1 expressziója jelentősen megnőtt ferrioxamin B deferasirox-FeCl₃, enterobaktin, valamint ferrienterobaktin kezelés után. Azol kezelés hatására ugyancsak megváltozott a sit1 gén expressziója, flukonazol és posakonazol kezelés növelte, míg ketokonazol és itrakonazol csökkentette a sit1 gén relatív transzkripciós szintjét.
A sit1 deléciós mutánsban megvizsgáltuk a vasfelvételben szerepet játszó további gének expresszióját is. A Saccharomyces cerevisiae ismert vas transzportereivel végzett homológia keresés segítségével több vas reduktázt (fre1–fre3), valamint a magas és alacsony affinitású transzportert (fet4, ftr1, fet3 családok) azonosítttunk. A sit1 kiütésével egy vas reduktáz gén (fre3), egy alacsony affinitású vaspermeáz (fet4a) és egy rézfüggő vas oxidáz (fet3a) gén expressziója is megnőtt. Ez arra utal, hogy a gomba más vasfelvételi útvonalak aktiválásával kompenzálhatja a Sit1 hiányát. Ez alapján fet4a és sit1:fet4a dupla deléciós mutáns törzseket is létrehoztunk.
A mutáns törzsek növekedési képességét megvizsgáltuk különböző hőmérsékleteken. A fet4a és a dupla deléciós mutáns 25 °C-on csökkent növekedést mutatott, míg 35 °C-on fokozott növekedést mutattak a kontrollhoz képest. Különböző táptalajokon végzett vizsgálatok során a sit1 és a dupla deléciós mutáns véres agaron fokozott növekedést mutatott a kontrollhoz viszonyítva.
A gének hiánya befolyásolta az azolokkal és amfotericin B-vel szembeni érzékenységet, mivel a mutáns törzsek bizonyos kezelések mellett szignifikánsan gyengébb növekedést mutattak.
Megvizsgáltuk a spórák csírázási képességét különböző vasforrások és vas kelátorok, valamint azok komplexeinek jelenlétében. A sit1 deléciós törzs csökkent csírázási rátát mutatott, RPMI tápoldatban és több vasforrás jelenlétében is. A deferoxamin és deferasirox kezelés általában fokozta a csírázást, azonban a sit1 mutáns ezekben a körülményekben is lassabban csírázott, ami arra utal, hogy a Sit1 fontos szerepet játszik a sziderofórhoz kötött vas felvételében. Az enterobaktin és a ferrienterobakrin valamennyi törzs csírázását növelte a sit1 deléciós mutáns kivételével.
In vivo virulencia vizsgálatot végeztünk Galleria mellonella lárvákon. Eredményeink azt mutatták, hogy mind a sit1, mind a fet4a gén kiütése szignifikánsan csökkentette a gomba virulenciáját a kontroll törzshöz viszonyítva.
Összességében eredményeink azt mutatják, hogy a Sit1 és Fet4a fehérjék fontos szerepet játszanak a vasfelvételi rendszer működésében, a csírázásban és a virulenciában M. lusitanicus-ban. A sit1 hiánya alternatív vasfelvételi útvonalak aktiválását eredményezte, ami a vastranszport rendszer összehangolt, kompenzatorikus szabályozására utal.
Fiatal kutatói cikkpályázaton díjazott mű alapján:
Vágó, B., Bauer, K., Varghese, N., Kiss-Vetráb, S., Kocsubé, S., Varga, M., Szekeres, A., Vágvölgyi, C., Papp, T., & Nagy, G. (2025). Role of the putative sit1 gene in normal germination of spores and virulence of the Mucor lusitanicus. Microbial cell (Graz, Austria), 12, 195–209. https://doi.org/10.15698/mic2025.08.856