Microbiology: virology, bacteriology, parasitology, mycology (Council of Medical and Biological Sciences)
100 %
Ortelius classification: Microbiology
Panel
Immunity, Cancer and Microbiology
Department or equivalent
Department of Genetics and Applied Microbiology (University of Debrecen)
Participants
Emri, Tamás Gálné dr. Miklós, Ida Sveiczer, Ákos
Starting date
2012-04-01
Closing date
2015-12-31
Funding (in million HUF)
17.970
FTE (full time equivalent)
3.57
state
closed project
Summary in Hungarian
A gombafajok jelentős része a növekedési formák váltásával alkalmazkodik az eltérő környezeti feltételekhez. A soksejtű formák (valódi és álhífák) általában invazívabbak és alkalmasabbak a szilárd szubsztrátumokban és szövetekben történő növekedésre. Az egysejtű formák (élesztő- és élesztőszerű sejtek) a folyékony környezetben előnyösebbek. A váltásoknál átszerveződik számos sejtszintű folyamat, többek között a citokinezis során létrejövő szeptum hasítása is, aminek köszönhetően az utódsejtek elválhatnak. A sejtszeparációs mechanizmus gátlódik az élesztő stádiumból hifastádiumba történő átlépésnél és reaktiválódik a visszalépésnél. A mechanizmusnak számos részletét ismerjük már (részben kutatócsoportunk munkájának köszönhetően is) a Schizosaccharomyces pombe hasadó élesztőgombánál. Ebben a projektben megkíséreljük in-silico és kisérletes módszerek felhasználásával megtalálni a S. pombe-nél megismert gének ortológjait más gombákban, többek között dimorf patogénekben is, mint amilyen a Candida albicans. A nem-patogén dimorf S. japonicus-t modellként használva tanulmányozni fogjuk a sejtszeparációs gének részvételét a fázisváltásokban, például a gének irányított delécióin keresztül. A mutánsokat felhasználjuk a különböző fajok génjei közötti funkcionális homológia tesztelésére is. Az ortológ gének által kódolt fehérjék szekvenciáinak filogenetikai analízisével megkiséreljük a sejtszeparációs mechanizmus evolúciójának rekonstrukcióját.
Summary
Many fungi use different growth forms for adapting to environmental changes and for efficient colonisation of different types of substrates. The multicellular forms (true and pseudohyphae) are usually more invasive and efficient at invading solid substrates or tissues whereas the single-cell forms (yeast or yeast-like cells) are better suited for propagation in liquid environment. The transitions between the growth forms involve drastic reprogramming of many cellular processes including the suppression (yeast-to-hypha) and reactivation (hypha-to-yeast) of the machinery that separates cells by splitting the septum produced during cytokinesis. The separation process has been extensively explored (partially due to our research) in the fission yeast Schizosaccharomyces pombe. In this project an attempt will be made to identify (by in-silico and experimental analyses) orthologues of the cell separation genes in other fungi, including dimorphic pathogens such as Candida albicans. Using the non-pathogenic dimorphic S. japonicus as model system, we will examine the function of the cell separation genes in the growth phase transitions. Mutants will be generated by directed gene deletion and tested for defects in the transition processes. The mutants will also be used for testing genes of other organisms for functional homology. Phylogenetic analysis of the sequences of the orthologous gene products will also be performed to reconstruct the evolution of the cell separation machinery.
Final report
Results in Hungarian
Sok gombafaj alternatív növekedési formák segítségével képes szaporodni eltérő szubsztrátumokban. A soksejtes (valódi és álhífás) formák előnyösebbek a szilárdabb szubsztrátumokba és az élő szövetekbe történő behatolásnál, míg az egysejtes (élesztő vagy élesztőszerű) formák alkalmasabbak a folyékony közegben történő szaporodásra. A formák közötti átváltásokhoz át kell programozni számos sejtszintű folyamatot. Például az élesztő-hífa átváltásnál gátolni, a hífa-élesztő átváltásnál pedig újraaktiválni kell a sejtszeparációs mechanizmust, amely elhasítja a szaporodó sejtek között képződő szeptumokat. A sejtszeparációs folyamatot részletesen feltárták (saját korábbi kísérleteink jóvoltából is) a Schizosaccharomyces pombe hasadó élesztőgombánál. A mostani kutatási projektben megkerestük (bioinformatikai és kísérletes módszerekkel) a sejtszeparációs gének megfelelőit más gombafajokban, beleértve a dimorf patogéneket is, mint amilyen a Candida albicans. A S. japonicus nem-patogén dimorf fajt használva modellszervezetként, vizsgáltuk a sejtszeparációs gének szerepét a növekedési formák közötti átváltásoknál. Mutánsokat hoztunk létre a gének irányított deléciójával és vizsgáltuk az inaktiválás hatását az átváltási folyamatokra. A mutánsok segítségével teszteltük a más fajokból származó gének funkcióképességét is a modellszervezetben. A vizsgált fajok sejtszeparációs génjei által kódolt fehérjék filogenetikai analízisével rekonstruáltuk a sejtszeparációs mechanizmus evolúcióját.
Results in English
Many fungi use alternative growth forms for efficient colonisation of different types of substrates. The multicellular forms (true and pseudohyphae) are usually more efficient at invading solid substrates or tissues whereas the single-cell forms (yeast or yeast-like cells) are better suited for propagation in liquid environment. The transitions between the growth forms involve drastic reprogramming of many cellular processes including the suppression (yeast-to-hypha) and reactivation (hypha-to-yeast) of the machinery that separates the propagating cells by splitting their septa produced during cytokinesis. The separation process has been extensively explored (partially due to our research) in the fission yeast Schizosaccharomyces pombe. In this project we identified (by in-silico and experimental analyses) orthologues of the cell separation genes in other fungi, including dimorphic pathogens such as Candida albicans. Using the non-pathogenic dimorphic S. japonicus as model system, we examined the function of the cell separation genes in the growth phase transitions. Mutants were generated by directed gene deletion and tested for defects in the transition processes. The mutants were also used for testing genes of other organisms for functional homology. Phylogenetic analysis of the sequences of the orthologous gene products was also performed to reconstruct the evolution of the cell separation machinery.
Balazs, A., Batta, G., Miklos, I., Acs-Szabo, L., Vazquez de Aldana, C.R.., Sipiczki, M.: Conserved regulators of the cell separation process in Schizosaccharomyces., Fungal Genet. Biol. 49:253-249, 2012
