丝状化转录调控网络差异揭示白色念珠菌与都柏林念珠菌致病性分化的分子机制

这篇研究通过构建都柏林念珠菌(C. dubliniensis)44个转录调控因子(TR)突变体库，系统比较其与白色念珠菌(C. albicans)在丝状化(filamentation)表型及分子调控机制的差异。研究发现Bcr1等关键调控因子在两种念珠菌中呈现条件依赖性功能分化，并通过RNA-seq揭示Bcr1通过调控Ume6等核心效应分子显著影响都柏林念珠菌丝状化进程。该工作为理解念珠菌致病性进化提供了新视角。

　　

丝状化转录调控网络的种间差异

转录调控因子的保守性与分化

白色念珠菌(C. albicans)与都柏林念珠菌(C. dubliniensis)作为近缘病原真菌，其45个丝状化相关转录调控因子(TR)在氨基酸序列上保持81.1%的高度相似性，DNA结合域相似度更高达96.3%。然而通过计算预测发现，基于DNA结合motif的靶基因保守性极低，Rap1调控的靶基因仅有27%重叠，而Czf1、Hap5和Tye7等TR的靶基因则完全无重叠。这种"调控因子保守而靶基因分化"的模式，暗示^cis-调控元件的进化是驱动表型差异的关键。

突变体库构建与表型筛选

研究团队采用同源重组策略成功构建44个C. dubliniensis TR突变体（仅Tup1敲除失败），在10%胎牛血清(FBS)诱导条件下进行系统表型分析。定量结果显示：63.6%突变体至少在一种念珠菌中表现出丝状化缺陷，其中Bcr1、Brg1等10个TR仅在C. dubliniensis中表现出显著表型。引人注目的是，bcr1突变体在C. dubliniensis中丝状化率降低至野生型的30%，而在C. albicans中保持正常，这种种间差异在形态指数(MI)定量中进一步得到验证。

Bcr1的条件依赖性调控机制

拓展实验发现Bcr1的功能具有显著环境依赖性：在Lee's培养基（pH 7.2）中，两种念珠菌的bcr1突变体均表现出丝状化缺陷；而在RPMI+FBS（pH 7.5）条件下，C. dubliniensis突变体反而恢复丝状化能力。转录组分析揭示，Bcr1在C. dubliniensis中通过双重机制调控丝状化：①直接抑制阻遏蛋白Nrg1（表达量升高3.18 log2倍）；②特异性激活核心效应因子Ume6（仅在C. dubliniensis中下调）。GO分析显示"丝状生长"(GO:0030447)通路基因仅在C. dubliniensis中显著富集，包括Als1、Def1等黏附因子。

调控网络的进化启示

比较转录组显示两物种间Bcr1调控网络的保守性不足20%，远低于C. albicans菌株间差异（50%）。这种大规模调控重排可能源于两千万年的独立进化：在C. dubliniensis中，Bcr1获得对Ume6等丝状化核心效应子的直接调控；而在C. albicans中，其功能更侧重于生物膜形成。研究建立的突变体库为解析念珠菌致病性进化提供了宝贵资源，后续可结合染色质免疫沉淀(ChIP)等技术深入探究TR-DNA互作网络的种间分化机制。