MAPK通路组分AoSho1与AoOpy2在少孢节丛孢菌生长、产孢、渗透调节及致病性中的关键作用

《Fungal Biology》：MAPK pathway components AoSho1 and AoOpy2 regulate growth, sporulation, osmoregulation, and pathogenicity in Arthrobotrys oligospora

本研究系统揭示了丝状真菌少孢节丛孢菌（Arthrobotrys oligospora）中MAPK信号通路的关键膜组分AoSho1和AoOpy2通过Hog1-MAPK级联反应，整合环境信号，协调调控菌丝生长、孢子形成、捕食器分化、逆境应答及次级代谢的核心功能，为理解捕食线虫真菌的发育与致病机制提供了新视角。

　　

Highlight

AoSho1和AoOpy2的序列分析

AoSho1和AoOpy2的特性预测如下：AoSho1由314个氨基酸残基 (aa) 组成，分子量 (MW) 为34.06 kDa，等电点 (pI) 为4.87；AoOpy2由408个氨基酸残基 (aa) 组成，分子量为43.14 kDa，等电点为8.32。进化树分析显示，来自不同真菌物种的Sho1蛋白同源物分为两个明显不同的分支。来自不同线虫捕食真菌物种的AoSho1同源物形成了一个独立的进化分支，AoSho1与来自其他线虫捕食真菌的Sho1显示出高度的序列相似性。

讨论

跨膜蛋白Sho1和膜锚定蛋白Opy2是位于细胞表面的重要膜定位传感器蛋白。它们通过检测细胞表面压力，是激活和传递高渗透压甘油 (HOG) 信号通路所必需的。Sho1和Opy2通过调节细胞周期、MAPK信号传导和渗透压感应，在真菌细胞生长和发育中扮演着保守的角色。在白色念珠菌 (Candida albicans) 中，Sho1和Opy2是激活Hog1 MAPK通路以应对渗透胁迫所必需的，并且Sho1还参与调控菌丝发育和毒力。在昆虫病原真菌中，例如罗伯茨绿僵菌 (Metarhizium robertsii)，Sho1对于感知宿主血淋巴的渗透压并激活Hog1磷酸化至关重要，而Opy2则作为支架蛋白促进从膜传感器到下游MAPK级联的信号传导，影响分生孢子发育和昆虫体表穿透。在捕食线虫真菌少孢节丛孢菌中，我们的研究结果表明，AoSho1和AoOpy2在菌丝生长、孢子产生、捕食器形成和线虫捕食效率中起着关键的调节作用。此外，AoSho1和AoOpy2的缺失导致自噬活性增加和对渗透胁迫的敏感性增强。转录组分析表明，AoOpy2作为真菌生长、发育和环境适应的多面性调节因子。代谢组学数据进一步表明，AoSho1和AoOpy2参与了多种代谢途径。这些发现强调了Sho1和Opy2在丝状真菌中功能的保守性和多样性，特别是在协调发育转变和环境适应方面。

结论

在本研究中，AoSho1和AoOpy2通过Hog1-MAPK通路整合环境信号，协调少孢节丛孢菌的生长、繁殖、捕食和胁迫应答，同时在调节次级代谢中也发挥作用。我们的结果证明，敲除Aosho1和Aoopy2导致菌丝生长减慢，孢子产量、捕食器形成和线虫捕食效率显著降低。此外，缺失Aosho1和Aoopy2导致自噬活性增加和对渗透胁迫的敏感性增强。转录组和代谢组学分析揭示了这些基因在基因表达重编程和代谢网络中的广泛作用。总之，我们的研究结果揭示了AoSho1和AoOpy2在少孢节丛孢菌的生长发育、渗透调节和致病性中的关键作用，为理解MAPK信号通路在线虫捕食真菌的发育和致病性中的作用和潜在机制奠定了基础。