Transformação de fungos filamentosos por Agrobacterium: O Histoplasma como modelo

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i7.29427

Palavras-chave:

Biologia molecular; Silenciamento; Virulência.

Resumo

O Histoplasma é um fungo patogênico causador da histoplasmose, uma micose sistêmica endêmica devido à ocorrência/positividade em regiões específicas. A virulência desse fungo tem sido desvendada nos últimos anos auxiliados pelas técnicas de caracterização funcional genica, que utilizam da inativação gênica, por deleção, ou diminuição da produção dos produtos gênicos. Ferramentas moleculares de transformação gênica, como as transformações mediadas por Agrobacterium (ATMT), que favorece a formação de RNA interferência, tem garantido a expansão do conhecimento sobre mecanismos de virulência implementados por diferentes micro-organismos patogênicos, como o H. capsulatum. Na ATMT um fragmento de DNA é introduzido na célula alvo, quando a bactéria é estimulada por sinais químicos. O DNA se integra ao genoma e propicia o silenciamento gênico via RNAi, um método de redução do produto gênico, devido a degradação do mRNA, através da formação ou introdução de uma molécula de RNA de dupla fita no hospedeiro alvo, que são abominados pelas células eucarióticas. Para Histoplasma já foi amplamente demostrada a habilidade dos RNAs de fita dupla, introduzidos pela técnica de ATMT, para desencadear depleção de muitos genes alvo, e favoreceu até o momento a melhor compreensão da flexibilidade metabólica desse patógeno.

Referências

Bakó, L., Umeda, M., Tiburcio, A. F., Schell, J., & Koncz, C. (2003). The VirD2 pilot protein of Agrobacterium-transferred DNA interacts with the TATA box-binding protein and a nuclear protein kinase in plants. Proc Natl Acad Sci U S A. 100(17):10108-13. 10.1073/pnas.1733208100.

Bundock, P., Den Dulk-Ras, A., Beijersbergen, A., & Hooykaas, P. J. (1995). Trans-kingdom T-DNA transfer from Agrobacterium tumefaciens to Saccharomyces cerevisiae. EMBO J. 14(13):3206-14.

Cangelosi, G. A., Ankenbauer, R. G., & Nester, E. W. (1990). Sugars induce the Agrobacterium virulence genes through a periplasmic binding protein and a transmembrane signal protein. Proc Natl Acad Sci U S A. 87(17):6708-12. 10.1073/pnas.87.17.6708

Citovsky, V., Wong, M. L., & Zambryski, P. (1989). Cooperative interaction of Agrobacterium VirE2 protein with single-stranded DNA: implications for the T-DNA transfer process. Proc Natl Acad Sci U S A. 86(4):1193-7. 10.1073/pnas.86.4.1193.

Falkow, S. (1988). Molecular Koch's postulates applied to microbial pathogenicity. Rev Infect Dis. 10 Suppl 2:S274-6. 10.1093/cid/10.supplement_2.s274.

Fullner, K. J., & Nester, E. W. (1996). Temperature affects the T-DNA transfer machinery of Agrobacterium tumefaciens. J Bacteriol. 178(6):1498-504. 10.1128/jb.178.6.1498-1504.1996.

Garfoot, A. L., Zemska, O., & Rappleye, C. A. (2014). Histoplasma capsulatum depends on de novo vitamin biosynthesis for intraphagosomal proliferation. Infect Immun. 82(1):393-404. 10.1128/IAI.00824-13.

Geley, S., & Müller, C. (2004). RNAi: ancient mechanism with a promising future. Exp Gerontol. Jul;39(7):985-98. 10.1016/j.exger.2004.03.040.

Hooykaas, P. J. J., Van Heusden, G. P. H., Niu, X., Reza Roushan, M., Soltani, J., Zhang, X., & Van Der Zaal, B. J. (2018). Agrobacterium-Mediated Transformation of Yeast and Fungi. Curr Top Microbiol Immunol. 418:349-374.

Hutvágner, G., & Zamore, P. D. (2002). RNAi: nature abhors a double-strand. Curr Opin Genet Dev. 12(2):225-32. 10.1016/s0959-437x(02)00290-3.

Kado, C. I. (2000). The role of the T-pilus in horizontal gene transfer and tumorigenesis. Curr Opin Microbiol. 3(6):643-8. 10.1016/s1369-5274(00)00154-5.

Kemski, M. M, Stevens, B., & Rappleye, C. A. (2013). Spectrum of T-DNA integrations for insertional mutagenesis of Histoplasma capsulatum. Fungal Biol. 117(1):41-51. 10.1016/j.funbio.2012.11.004.

Kügler, S., Young, B., Miller, V. L., & Goldman, W. E. (2000). Monitoring phase-specific gene expression in Histoplasma capsulatum with telomeric GFP fusion plasmids. Cell Microbiol. 2(6):537-47. 10.1046/j.1462-5822.2000.00078.x.

Longo, L. V. G., Ray, S. C., Puccia, R., & Rappleye, C. A. (2018). Characterization of the APSES-family transcriptional regulators of Histoplasma capsulatum. FEMS Yeast Res. 18(8): foy087. 10.1093/femsyr/foy087.

Marion, C. L., Rappleye, C. A., Engle, J. T., & Goldman, W. E. (2006). An alpha-(1,4)-amylase is essential for alpha-(1,3)-glucan production and virulence in Histoplasma capsulatum. Mol Microbiol. 62(4):970-83. 10.1111/j.1365-2958.2006.05436.x.

Michielse, C. B., Hooykaas, P. J., Van Den Hondel, C. A., & Ram, A. F. (2008). Agrobacterium-mediated transformation of the filamentous fungus Aspergillus awamori. Nat Protoc. 3(10):1671-8. 10.1038/nprot.2008.154.

Mullins, E. D., Chen, X., Romaine, P., Raina, R., Geiser, D.M., & Kang, S. (2001). Agrobacterium-Mediated Transformation of Fusarium oxysporum: An Efficient Tool for Insertional Mutagenesis and Gene Transfer. Phytopathology. 91(2):173-80. 10.1094/PHYTO.2001.91.2.173.

Rappleye, C. A., Engle, J. T., & Goldman, W. E. (2004). RNA interference in Histoplasma capsulatum demonstrates a role for alpha-(1,3)-glucan in virulence. Mol Microbiol. 53(1):153-65. 10.1111/j.1365-2958.2004.04131.x.

Regensburg-Tuïnk, A. J., & Hooykaas, P. J. (1993). Transgenic N. glauca plants expressing bacterial virulence gene virF are converted into hosts for nopaline strains of A. tumefaciens. Nature. 363(6424):69-71. 10.1038/363069a0.

Sebghati, T. S., Engle, J. T., & Goldman, W. E. (2000). Intracellular parasitism by Histoplasma capsulatum: fungal virulence and calcium dependence. Science. 290(5495):1368-72. 10.1126/science.290.5495.1368.

Shen, Q., Beucler, M. J., Ray, S. C., & Rappleye, C. A. (2018). Macrophage activation by IFN-γ triggers restriction of phagosomal copper from intracellular pathogens. PLoS Pathog. 14(11):e1007444. 10.1128/MCB.21.2.534-547.2001.

Sullivan, T. D., Rooney, P. J., & Klein, B. S. (2002). Agrobacterium tumefaciens integrates transfer DNA into single chromosomal sites of dimorphic fungi and yields homokaryotic progeny from multinucleate yeast. Eukaryot Cell. Dec;1(6):895-905. 10.1128/EC.1.6.895-905.2002.

Toro, N., Datta, A., Yanofsky, M., & Nester, E. (1988). Role of the overdrive sequence in T-DNA border cleavage in Agrobacterium. Proc Natl Acad Sci U S A. 85(22):8558-62. 10.1073/pnas.85.22.8558.

Turk, S. C., Melchers, L. S., Den Dulk-Ras, H., Regensburg-Tuïnk, A. J., & Hooykaas, P. J. (1991). Environmental conditions differentially affect vir gene induction in different Agrobacterium strains. Role of the VirA sensor protein. Plant Mol Biol. 16(6):1051-9. 10.1007/BF00016076.

Vijn, I., & Govers, F. (2003). Agrobacterium tumefaciens mediated transformation of the oomycete plant pathogen Phytophthora infestans. Mol Plant Pathol. 4(6):459-67. 10.1046/j.1364-3703.2003.00191.x.

Woods, J. P., Heinecke, E. L., & Goldman, W. E. (1998). Electrotransformation and expression of bacterial genes encoding hygromycin phosphotransferase and beta-galactosidase in the pathogenic fungus Histoplasma capsulatum. Infect Immun. 66(4):1697-707. 10.1128/IAI.66.4.1697-1707.1998.

Worsham, P. L., & Goldman, W. E. (1990). Development of a genetic transformation system for Histoplasma capsulatum: complementation of uracil auxotrophy. Mol Gen Genet. 221(3):358-62. 10.1007/BF00259400.

Youseff, B. H., & Rappleye, C. A. (2012). RNAi-based gene silencing using a GFP sentinel system in Histoplasma capsulatum. Methods Mol Biol. 845:151-64. 10.1007/978-1-61779-539-8_10.

Zupan, J., Muth, T. R., Draper, O., & Zambryski, P. (2000). The transfer of DNA from Agrobacterium tumefaciens into plants: a feast of fundamental insights. Plant J. 23(1):11-28. 10.1046/j.1365-313x.2000.00808.x.

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Publicado

17/05/2022

Como Citar

MORAES, D. Transformação de fungos filamentosos por Agrobacterium: O Histoplasma como modelo. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 7, p. e12211729427, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i7.29427. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/29427. Acesso em: 26 dez. 2024.

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Artigos de Revisão