转录调控因子HapX通过两种方式促进Paracoccidioides brasiliensis的毒力，并调控其转录反应

《Current Research in Microbial Sciences》：The transcriptional regulator HapX contributes to virulence and regulates the transcriptional response in Paracoccidioides brasiliensis in two ways

铁代谢调控转录因子HapX在巴西芽生菌丝体中的功能及致病性影响。通过基因沉默、转录组测序、ChIP-seq和免疫检测，发现HapX在铁剥夺条件下调控金属转运（如ZRT1/2、CRT3）、细胞壁重塑（如葡聚糖酶、漆酶）及脂代谢等过程，其缺失导致真菌生长抑制和致病性降低。HapX通过双重调控机制维持铁稳态，并影响宿主免疫逃逸。铁-HapX轴为新型抗真菌治疗靶点。

　　铁是真菌病原体生存和致病性所必需的微量元素之一。在宿主环境中，铁的含量往往较低，因此真菌必须通过复杂的机制来获取和利用铁。本研究探讨了真菌中一种关键的转录因子HapX在铁限制条件下的全局调控功能，以期揭示其在维持铁稳态和适应铁缺乏环境中的作用。通过转录组分析、染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）和免疫检测等多种方法，研究人员发现HapX不仅在铁限制条件下调控铁的吸收和利用，还涉及更广泛的细胞过程，如金属交叉调控、脂质代谢和细胞壁重塑。这些发现为开发针对真菌感染的新型抗真菌策略提供了理论依据。

HapX作为一种bZIP结构域的转录因子，在多种真菌中被发现具有调控铁代谢的关键作用。在铁缺乏时，HapX的表达水平显著上升，这种上调可能是真菌适应环境的一种机制。通过研究HapX的沉默突变株，研究人员发现其在铁缺乏条件下生长能力减弱，且致病性降低。这些结果表明，HapX在真菌的生存和致病过程中起着不可或缺的作用。此外，HapX的沉默还导致了与金属运输和细胞壁重塑相关的基因显著上调，这表明HapX在正常情况下对这些基因具有抑制作用。这些基因的表达变化可能反映了真菌在铁缺乏时采取的适应性策略。

在细胞壁重塑方面，HapX的缺失导致了多个与细胞壁结构和功能相关的基因被激活，包括编码几丁质酶、葡聚糖酶、甘露糖酶和疏水蛋白的基因。这些基因的表达增加表明，真菌在缺乏HapX的情况下，通过增强细胞壁的结构和组成来应对铁限制带来的压力。细胞壁的增强可能有助于提高真菌的生存能力，使其在宿主环境中更具抵抗力。此外，HapX的缺失还导致了与β-葡聚糖代谢相关的基因表达变化，这可能影响真菌与宿主免疫系统的相互作用，从而降低其致病性。

HapX的调控作用不仅限于铁代谢，还涉及其他金属的运输和利用。例如，当HapX被沉默时，锌、铜和钙的运输相关基因表达水平上升。这表明HapX在维持金属平衡方面具有重要作用。在铁限制条件下，锌转运蛋白ZRT1和ZRT2的表达水平显著增加，这可能反映了真菌在铁缺乏时对锌的利用增加。此外，铜转运蛋白CRT3和钙结合蛋白的表达也有所增加，这可能表明HapX在调控其他金属的吸收和利用方面发挥着关键作用。这些结果进一步支持了HapX在真菌适应营养限制条件中的多功能性。

HapX还被发现与细胞壁的重塑和代谢调控密切相关。通过ChIP-seq分析，研究人员确认了HapX与多个基因启动子区域的结合，这些基因涉及细胞壁的生物合成、金属离子的调节以及代谢过程。这些基因的调控可能反映了HapX在维持细胞壁结构和功能中的重要作用。此外，HapX的调控作用还扩展到了脂质代谢和能量产生等其他关键生理过程。这表明HapX不仅是一个铁代谢调控因子，还可能在更广泛的细胞功能调控中发挥作用。

研究中还利用了RT-qPCR和Western blot等技术手段，对HapX的表达水平进行了定量分析。结果显示，HapX的沉默显著降低了其在基因组中的表达水平，同时导致了SreA等与铁代谢相关的基因表达水平上升。这进一步证明了HapX在调控铁稳态中的关键作用。此外，免疫荧光分析和ChIP-seq实验也证实了HapX在铁限制条件下表达水平的增加，这表明HapX的表达受到环境铁含量的调控。

研究团队还发现，HapX的缺失导致了多种金属运输相关基因的上调，这可能是一种补偿机制，以应对铁缺乏带来的代谢失衡。这些金属运输基因的表达变化可能反映了真菌在铁限制条件下对其他金属的利用增加，从而维持细胞内的金属平衡。此外，细胞壁相关基因的上调可能表明，真菌在缺乏HapX的情况下，通过增强细胞壁结构来提高其在宿主环境中的生存能力。

研究中还探讨了HapX在调控基因表达中的双重作用。一方面，HapX在铁缺乏条件下抑制某些基因的表达，另一方面又激活其他基因的表达。这种双重调控机制可能帮助真菌在复杂的营养环境中维持其生存和致病能力。通过比较HapX在不同真菌中的调控作用，研究人员发现其功能在不同物种之间存在一定的保守性和特异性。例如，在某些真菌中，HapX可能抑制GATA因子的表达，而在另一些真菌中则可能促进其表达。这种差异可能反映了HapX在不同真菌中的适应性调控策略。

此外，研究还发现HapX的调控作用可能涉及多种基因表达模式。通过转录组分析和ChIP-seq数据的整合，研究人员确定了HapX调控的基因类别，包括与金属运输、细胞壁生物合成和代谢调控相关的基因。这些结果表明，HapX在真菌的生存和致病性中扮演着核心角色。同时，HapX的调控机制可能为开发新的抗真菌策略提供了潜在的靶点。

研究还揭示了HapX在调控基因表达中的具体作用。例如，HapX可能通过直接或间接的方式抑制某些基因的表达，从而维持细胞内的金属平衡。当HapX缺失时，这些基因的表达水平上升，可能导致真菌在铁缺乏条件下采取不同的生存策略。这些策略可能包括对其他金属的利用增加，以及细胞壁结构的改变，以提高其在宿主环境中的存活能力。

研究中还涉及了HapX的结构分析。通过使用异源表达系统生产重组HapX蛋白，并利用该蛋白制备多克隆抗体，研究人员能够更准确地检测HapX在真菌中的表达水平。这些技术手段的结合为研究HapX的功能提供了有力支持。此外，通过染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）分析，研究人员确定了HapX与哪些基因启动子区域结合，从而揭示了其调控机制的细节。

研究还发现，HapX的调控作用可能与多种基因表达模式相关。例如，某些基因在HapX缺失的情况下被显著上调，这可能反映了真菌在应对铁缺乏时的适应性反应。这些反应可能涉及细胞壁的改变、金属离子的运输以及代谢调控的调整。这些结果为理解HapX在真菌中的调控机制提供了新的视角。

综上所述，HapX在真菌的铁稳态调控和适应铁限制环境方面发挥着关键作用。其缺失导致真菌生长能力下降和致病性减弱，这表明HapX对于维持真菌的生存和致病性至关重要。同时，HapX还可能调控其他金属的运输和利用，以及细胞壁的生物合成和结构重塑。这些发现不仅加深了我们对HapX功能的理解，还为开发针对真菌感染的新型抗真菌策略提供了理论基础。