H1连接组蛋白的新功能化驱动了新生隐球菌（Cryptococcus neoformans）中基因表达和组蛋白甲基化的差异性变化

《Communications Biology》：Neofunctionalization of H1 linker histones drives divergent gene expression and histone methylation in Cryptococcus neoformans

　　

摘要

机会性病原体Cryptococcus neoformans在感染过程中能够适应多种宿主微环境，但其表观遗传机制的贡献仍不明确。通过对50种担子菌物种的比较基因组学研究，发现一种染色质蛋白——连接组蛋白H1，在整个Cryptococcus属中发生了独特的复制，产生了具有不同进化轨迹的旁系基因H1.51和H1.52。分子进化分析表明，H1.51在临床分离株中经历了强烈的选择压力（包括间歇性的正向选择），而H1.52则是在持续的选择压力下进化，表现出适应性的新功能化。H1.52的缺失导致1561个基因（占转录组的23%）的转录重编程，这些基因涉及核仁功能、核糖体生物合成和翻译机制的调控；相比之下，H1.51的缺失对转录的影响较小。研究发现H1.52负责调控染色质结构。其缺失使H3K4me2在常染色质中的覆盖范围增加了1.54倍（从基因组的18.4%增加到28.4%），同时伴随着H3K9标记的异染色质区域的减少。在模拟宿主环境的长期培养条件下（3天、5天和7天），H1.52缺失的菌株表现出更强的代谢活性和更快的生长恢复速度。这些发现表明，Cryptococcus neoformans中的H1.52参与调控染色质紧凑性，维持H3K9标记的异染色质区域，并调控宿主应激下的代谢反应。