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白色念珠菌是一种真核机会致病菌,其形态对致病性有很大影响,同酵母形态和假菌丝形态相比,菌丝形态致病性最高,对于宿主组织的伤害也最大。在多种真菌基因组中都存在Ace2转录因子家族基因,并且它们都对细胞分离相关基因的表达起调节作用,而且大部分的靶基因都具有子细胞表达特异性。我们将白色念珠菌Ace2的142位Gly(G)突变为Glu(E)后,发现含有点突变ACE2-G142E的菌株(简称GE突变体)呈现正常的酵母形态,当处于菌丝诱导环境中时,虽然该突变株可以正常萌发菌丝,但是在大约2 h后,即已经完成第一个细胞周期后,在细胞间隔处出现缢缩,甚至断裂。
我们对GE突变体和野生型菌株的转录谱进行比较分析,发现葡聚糖酶基因ENG1,SCW11和MP65在GE突变体中高表达。我们采用反向遗传学的方法研究这些基因在GE突变体细胞中的功能。将这些候选基因进行敲除后我们发现,mp65Δ在血清诱导条件下菌丝生成受到抑制,表明Mp65参与细胞菌丝生成过程。在非诱导条件下Caeng1Δ和Cascw11Δ突变体细胞不能正常分离,细胞呈链状聚集,荧光增白剂对细胞壁进行染色表明细胞质分裂完全,表明Eng1和Scw11在子母细胞的细胞壁间隔降解中发挥作用。以往的文献报道Ace2只在细胞壁建成中发挥功能,在本论文中将mp65Δ中的Ace2进行ACE2-G142E突变后,mp65Δ菌丝生长恢复为野生型表型,结果表明,Ace2在菌丝形成中也发挥了作用。在Caeng1缺失情况下,GE突变体的菌丝断裂现象基本消失,在Cascw11Δ缺失情况下,GE突变体的菌丝断裂现象有所缓解,菌丝之间仍然存在缢缩。结果表明ACE2-G142E调节ENG1和SCW11的高表达导致菌丝断裂,其中CaENG1受Ace2调节是为首次发现。ENG1和SCW11编码的葡聚糖酶在酿酒酵母和裂殖酵母中都为子细胞特异定位,在细胞分离中发挥作用。根据酿酒酵母中对应的点突变体Ace2-G128E可以同时定位于子母细胞核,我们认为这种GE菌丝断裂的表型可能是母细胞(非菌丝顶端细胞)也表达ENG1和SCW11等子细胞特异基因的直接结果。此外,ACE2-G142E能够回补SCW11缺失表型,而Caeng1Δ中转入外源ACE2-G142E突变基因后细胞仍然无法正常分离,由此我们推断在GE突变体细胞分离过程中,Eng1发挥了不可替代的关键性作用。