Surface-epitope masking and expression cloning identifies the human prostate carcinoma tumor antigen gene PCTA-1 a member of the galectin gene family.

The selective production of monoclonal antibodies (mAbs) reacting with defined cell surface-expressed molecules is now readily accomplished with an immunological subtraction approach, surface-epitope masking (SEM). Using SEM, prostate carcinoma (Pro 1.5) mAbs have been developed that react with tumor-associated antigens expressed on human prostate cancer cell lines and patient-derived carcinomas. Screening a human LNCaP prostate cancer cDNA expression library with the Pro 1.5 mAb identifies a gene, prostate carcinoma tumor antigen-1 (PCTA-1). PCTA-1 encodes a secreted protein of approximately 35 kDa that shares approximately 40% sequence homology with the N-amino terminal region of members of the S-type galactose-binding lectin (galectin) gene family. Specific galectins are found on the surface of human and marine neoplastic cells and have been implicated in tumorigenesis and metastasis. Primer pairs within the 3' untranslated region of PCTA-1 and reverse transcription-PCR demonstrate selective expression of PCTA-1 by prostate carcinomas versus normal prostate and benign prostatic hypertrophy. These findings document the use of the SEM procedure for generating mAbs reacting with tumor-associated antigens expressed on human prostate cancers. The SEM-derived mAbs have been used for expression cloning the gene encoding this human tumor antigen. The approaches described in this paper, SEM combined with expression cloning, should prove of wide utility for developing immunological reagents specific for and identifying genes relevant to human cancer.

Restricted expression of Kaposi sarcoma-associated herpesvirus (human herpesvirus 8) genes in Kaposi sarcoma.

Kaposi sarcoma (KS) is the leading neoplasm of HIV-infected patients and is also found in several HIV-negative populations. Recently, DNA sequences from a novel herpesvirus, termed KS-associated herpesvirus (KSHV), or human herpesvirus 8 (HHV-8) have been identified within KS tissue from both HIV-positive and HIV-negative cases; infection with this agent has been proposed as a possible factor in the etiology or pathogenesis of the tumor. Here we have examined the pattern of KSHV/HHV-8 gene expression in KS and find it to be highly restricted. We identify and characterize two small transcripts that represent the bulk of the virus-specific RNA transcribed from over 120 kb of the KSHV genome in infected cells. One transcript is predicted to encode a small membrane protein; the other is an unusual polyadenylylated RNA that accumulates in the nucleus to high copy number. This pattern of viral gene expression suggests that most infected cells in KS are latently infected, with lytic viral replication likely restricted to a much smaller subpopulation of cells. These findings have implications for the therapeutic utility of currently available antiviral drugs targeted against the lytic replication cycle.

Two genes abrogate the inhibition of murine hepatocarcinogenesis by ovarian hormones.

Hormonal and genetic factors strongly influence the susceptibility of inbred mice to hepatocarcinogenesis. Female C57BR/cdJ (BR) mice are extremely susceptible to liver tumor induction relative to other strains because they are genetically insensitive to the inhibition of hepatocarcinogenesis by ovarian hormones. To determine the genetic basis for the sensitivity of BR mice relative to resistant C57BL/6J (B6) mice, we treated 12-day-old B6BRF1 x B6 and B6BRF1 x B6BRF1 (F2) animals with N,N-diethylnitrosamine (0.1 micromol/g of body weight) and enumerated liver tumors at 32 weeks of age in males and at 50 weeks in females. Genomic DNA samples from backcross and F2 mice were analyzed for 70 informative simple sequence length polymorphism markers. Genetic markers on chromosome 17 (D17Mit21) and chromosome 1 (D1Mit33) cosegregated with high tumor multiplicity in both sexes. Together, these loci [designated Hcf1 and Hcf2 (Hepatocarcinogenesis in females), respectively] account for virtually all of the difference in sensitivity between BR and B6 mice. The Hcf1 locus accounts for a majority of the higher susceptibility of BR mice of both sexes. Backcross female mice heterozygous at both loci (33 +/- 23 tumors per mouse) and at Hcf1 only (17 +/- 18) were 15- and 8-fold more sensitive, respectively, than mice homozygous for the B6 alleles at Hcf1 and Hcf2 (2.2 +/- 3.9). In backcross male mice, the double heterozygotes (35 +/- 22) and Hcf1 heterozygotes (28 +/- 12) were 5.4- and 4.3-fold more sensitive than mice homozygous for B6 alleles at both loci (6.5 +/- 5.4).

Converting cancer genes into killer genes.

Over the past decade, it has become clear that tumorigenesis is driven by alterations in genes that control cell growth or cell death. Theoretically, the proteins encoded by these genes provide excellent targets for new therapeutic agents. Here, we describe a gene therapy approach to specifically kill tumor cells expressing such oncoproteins. In outline, the target oncoprotein binds to exogenously introduced gene products, resulting in transcriptional activation of a toxic gene. As an example, we show that this approach can be used to specifically kill cells overexpressing a mutant p53 gene in cell culture. The strategy may be generally applicable to neoplastic diseases in which the underlying patterns of genetic alterations or abnormal gene expression are known.

Changes in expression of putative antigens encoded by pigment genes in mouse melanomas at different stages of malignant progression.

Cutaneous melanomas of Tyr-SV40E transgenic mice (mice whose transgene consists of the tyrosinase promoter fused to the coding regions of simian virus 40 early genes) strikingly resemble human melanomas in their development and progression. Unlike human melanomas, the mouse tumors all arise in genetically identical individuals, thereby better enabling expression of specific genes to be characterized in relation to advancing malignancy. The products of pigment genes are of particular interest because peptides derived from these proteins have been reported to function as autoantigens with immunotherapeutic potential in some melanoma patients. However, the diminished pigmentation characteristic of many advanced melanomas raises the possibility that some of the relevant products may no longer be expressed in the most malignant cells. We have therefore investigated the contributions of several pigment genes in melanotic vs. relatively amelanotic components of primary and metastatic mouse melanomas. The analyses reveal marked differences within and among tumors in levels of mRNAs and proteins encoded by the wild-type alleles at the albino, brown, slaty, and silver loci. Tyrosinase (the protein encoded by the albino locus) was most often either absent or undetectable as melanization declined. The protein encoded by the slaty locus (tyrosinase-related protein 2) was the only one of those tested that was clearly present in all the tumor samples. These results suggest that sole reliance on targeting tyrosinase-based antigens might selectively favor survival of more malignant cells, whereas targeting the ensemble of the antigens tested might contribute toward a more inclusive and effective antimelanoma strategy.

Stimulation of mouse mammary tumor virus superantigen expression by an intragenic enhancer.

The mechanisms regulating expression of mouse mammary tumor virus (MMTV)-encoded superantigens from the viral sag gene are largely unknown, due to problems with detection and quantification of these low-abundance proteins. To study the expression and regulation of the MMTV sag gene, we have developed a sensitive and quantitative reporter gene assay based on a recombinant superantigen-human placental alkaline phosphatase fusion protein. High sag-reporter expression in Ba/F3, an early B-lymphoid cell line, depends on enhancers in either of the viral long terminal repeats (LTRs) and is largely independent of promoters in the 5' LTR. The same enhancer region is also required for general expression of MMTV genes from the 5' LTR. The enhancer was mapped to a 548-bp fragment of the MMTV LTR lying within sag and shown to be sufficient to stimulate expression from a heterologous simian virus 40 promoter. No enhancer activity of the MMTV LTR was observed in XC sarcoma cells, which are permissive for MMTV. Our results demonstrate a major role for this enhancer in MMTV gene expression in early B-lymphoid cells.

Murine eotaxin: an eosinophil chemoattractant inducible in endothelial cells and in interleukin 4-induced tumor suppression.

Guinea pig eotaxin is a recently described member of the Cys-Cys family of chemokines and is involved in a guinea pig model of asthma. To determine whether eotaxin is a distinctive member of this family and to understand its physiologic role, we have cloned the mouse eotaxin gene and determined its structure and aspects of its biologic function. The sequence relationship between the mouse and guinea pig genes indicates that eotaxin is indeed a distinct member of the chemokine family. Moreover, murine eotaxin maps to a region of mouse chromosome 11 that encodes other Cys-Cys chemokines. In addition, recombinant murine eotaxin protein has direct chemoattractant properties for eosinophils. The eotaxin gene is widely (but not ubiquitously) expressed in normal mice and is strongly induced in cultured endothelial cells in response to interferon gamma. Eotaxin is also induced locally in response to the transplantation of interleukin 4-secreting tumor cells, indicating that it likely contributes to the eosinophil recruitment and antitumor effect of interleukin 4. Such responses suggest that eotaxin may be involved in multiple inflammatory states.

Tumor necrosis factor-induced apoptosis is mediated by a CrmA-sensitive cell death pathway.

We report here that the activation of the interleukin 1 beta (IL-1 beta)-converting enzyme (ICE) family is likely to be one of the crucial events of tumor necrosis factor (TNF) cytotoxicity. The cowpox virus CrmA protein, a member of the serpin superfamily, inhibits the enzymatic activity of ICE and ICE-mediated apoptosis. HeLa cells overexpressing crmA are resistant to apoptosis induced by Ice but not by Ich-1, another member of the Ice/ced-3 family of genes. We found that the CrmA-expressing HeLa cells are resistant to TNF-alpha/cycloheximide (CHX)-induced apoptosis. Induction of apoptosis in HeLa cells by TNF-alpha/CHX is associated with secretion of mature IL-1 beta, suggesting that an IL-1 beta-processing enzyme, most likely ICE itself, is activated by TNF-alpha/CHX stimulation. These results suggest that one or more members of the ICE family sensitive to CrmA inhibition are activated and play a critical role in apoptosis induced by TNF.

Construction of a 2.8-megabase yeast artificial chromosome contig and cloning of the human methylthioadenosine phosphorylase gene from the tumor suppressor region on 9p21.

Many human malignant cells lack methylthioadenosine phosphorylase (MTAP) enzyme activity. The gene (MTAP) encoding this enzyme was previously mapped to the short arm of chromosome 9, band p21-22, a region that is frequently deleted in multiple tumor types. To clone candidate tumor suppressor genes from the deleted region on 9p21-22, we have constructed a long-range physical map of 2.8 megabases for 9p21 by using overlapping yeast artificial chromosome and cosmid clones. This map includes the type IIFN gene cluster, the recently identified candidate tumor suppressor genes CDKN2 (p16INK4A) and CDKN2B (p15INK4B), and several CpG islands. In addition, we have identified other transcription units within the yeast artificial chromosome contig. Sequence analysis of a 2.5-kb cDNA clone isolated from a CpG island that maps between the IFN genes and CDKN2 reveals a predicted open reading frame of 283 amino acids followed by 1302 nucleotides of 3' untranslated sequence. This gene is evolutionarily conserved and shows significant amino acid homologies to mouse and human purine nucleoside phosphorylases and to a hypothetical 25.8-kDa protein in the pet gene (coding for cytochrome bc1 complex) region of Rhodospirillum rubrum. The location, expression pattern, and nucleotide sequence of this gene suggest that it codes for the MTAP enzyme.

Involvement of the ALL-1 gene in a solid tumor.

Translocations involving chromosome band 11q23, found in 5-10% of human acute leukemias, disrupt the ALL-1 gene. This gene is fused by reciprocal translocation with a variety of other genes in acute lymphoblastic and myelogenous leukemias, and it undergoes self-fusion in acute myeloid leukemias with normal karyotype or trisomy 11. Here we report an alteration of the ALL-1 gene in a gastric carcinoma cell line (Mgc80-3). Characterization of this rearrangement revealed a three-way complex translocation, involving chromosomes 1 and 11, resulting in a partial duplication of the ALL-1 gene. Sequencing of reverse transcription-PCR products and Northern blot analysis showed that only the partially duplicated ALL-1 gene was transcribed, producing an mRNA with exon 8 fused to exon 2. This report of ALL-1 gene rearrangement in a solid tumor suggests that ALL-1 plays a role in the pathogenesis of some solid malignancies. The absence of the normal transcript in this cell line, in association with the loss-of-heterozygosity studies on chromosome 11q23 seen in solid tumors, suggests that ALL-1 is involved in tumorigenesis by a loss-of-function mechanism.

Alterazione della proteostasi a livello del reticolo endoplasmatico: un potenziale target terapeutico nel carcinoma prostatico

Nel sesso maschile il carcinoma della prostata (CaP) è la neoplasia più frequente ed è tra le prime cause di morte per tumore. Ad oggi, sono disponibili diverse strategie terapeutiche per il trattamento del CaP, ma, come comprovato dall’ancora alta mortalità, spesso queste sono inefficaci, a causa soprattutto dello sviluppo di fenomeni di resistenza da parte delle cellule tumorali. La ricerca si sta quindi focalizzando sulla caratterizzazione di tali meccanismi di resistenza e, allo stesso tempo, sull’individuazione di combinazioni terapeutiche che siano più efficaci e capaci di superare queste resistenze. Le cellule tumorali sono fortemente dipendenti dai meccanismi connessi con l’omeostasi proteica (proteostasi), in quanto sono sottoposte a numerosi stress ambientali (ipossia, carenza di nutrienti, esposizione a chemioterapici, ecc.) e ad un’aumentata attività trascrizionale, entrambi fattori che causano un accumulo intracellulare di proteine anomale e/o mal ripiegate, le quali possono risultare dannose per la cellula e vanno quindi riparate o eliminate efficientemente. La cellula ha sviluppato diversi sistemi di controllo di qualità delle proteine, tra cui gli chaperon molecolari, il sistema di degradazione associato al reticolo endoplasmatico (ERAD), il sistema di risposta alle proteine non ripiegate (UPR) e i sistemi di degradazione come il proteasoma e l’autofagia. Uno dei possibili bersagli in cellule tumorali secretorie, come quelle del CaP, è rappresentato dal reticolo endoplasmatico (RE), organello intracellulare deputato alla sintesi, al ripiegamento e alle modificazioni post-traduzionali delle proteine di membrana e secrete. Alterazioni della protestasi a livello del RE inducono l’UPR, che svolge una duplice funzione nella cellula: primariamente funge da meccanismo omeostatico e di sopravvivenza, ma, quando l’omeostasi non è più ripristinabile e lo stimolo di attivazione dell’UPR cronicizza, può attivare vie di segnalazione che conducono alla morte cellulare programmata. La bivalenza, tipica dell’UPR, lo rende un bersaglio particolarmente interessante per promuovere la morte delle cellule tumorali: si può, infatti, sfruttare da una parte l’inibizione di componenti dell’UPR per abrogare i meccanismi adattativi e di sopravvivenza e dall’altra si può favorire il sovraccarico dell’UPR con conseguente induzione della via pro-apoptotica. Le catechine del tè verde sono composti polifenolici estratti dalle foglie di Camellia sinesis che possiedono comprovati effetti antitumorali: inibiscono la proliferazione, inducono la morte di cellule neoplastiche e riducono l’angiogenesi, l’invasione e la metastatizzazione di diversi tipi tumorali, tra cui il CaP. Diversi studi hanno osservato come il RE sia uno dei bersagli molecolari delle catechine del tè verde. In particolare, recenti studi del nostro gruppo di ricerca hanno messo in evidenza come il Polyphenon E (estratto standardizzato di catechine del tè verde) sia in grado, in modelli animali di CaP, di causare un’alterazione strutturale del RE e del Golgi, un deficit del processamento delle proteine secretorie e la conseguente induzione di uno stato di stress del RE, il quale causa a sua volta l’attivazione delle vie di segnalazione dell’UPR. Nel presente studio su due diverse linee cellulari di CaP (LNCaP e DU145) e in un nostro precedente studio su altre due linee cellulari (PNT1a e PC3) è stato confermato che il Polyphenon E è capace di indurre lo stress del RE e di determinare l’attivazione delle vie di segnalazione dell’UPR, le quali possono fungere da meccanismo di sopravvivenza, ma anche contribuire a favorire la morte cellulare indotta dalle catechine del tè verde (come nel caso delle PC3). Considerati questi effetti delle catechine del tè verde in qualità di induttori dell’UPR, abbiamo ipotizzato che la combinazione di questi polifenoli bioattivi e degli inibitori del proteasoma, anch’essi noti attivatori dell’UPR, potesse comportare un aggravamento dell’UPR stesso tale da innescare meccanismi molecolari di morte cellulare programmata. Abbiamo quindi studiato l’effetto di tale combinazione in cellule PC3 trattate con epigallocatechina-3-gallato (EGCG, la principale tra le catechine del tè verde) e due diversi inibitori del proteasoma, il bortezomib (BZM) e l’MG132. I risultati hanno dimostrato, diversamente da quanto ipotizzato, che l’EGCG quando associato agli inibitori del proteasoma non produce effetti sinergici, ma che anzi, quando viene addizionato al BZM, causa una risposta simil-antagonistica: si osserva infatti una riduzione della citotossicità e dell’effetto inibitorio sul proteasoma (accumulo di proteine poliubiquitinate) indotti dal BZM, inoltre anche l’induzione dell’UPR (aumento di GRP78, p-eIF2α, CHOP) risulta ridotta nelle cellule trattate con la combinazione di EGCG e BZM rispetto alle cellule trattate col solo BZM. Gli stessi effetti non si osservano invece nelle cellule PC3 trattate con l’EGCG in associazione con l’MG132, dove non si registra alcuna variazione dei parametri di vitalità cellulare e dei marcatori di inibizione del proteasoma e di UPR (rispetto a quelli osservati nel singolo trattamento con MG132). Essendo l’autofagia un meccanismo compensativo che si attiva in seguito all’inibizione del proteasoma o allo stress del RE, abbiamo valutato che ruolo potesse avere tale meccanismo nella risposta simil-antagonistica osservata in seguito al co-trattamento con EGCG e BZM. I nostri risultati hanno evidenziato, in cellule trattate con BZM, l’attivazione di un flusso autofagico che si intensifica quando viene addizionato l’EGCG. Tramite l’inibizione dell’autofagia mediante co-somministrazione di clorochina, è stato possibile stabilire che l’autofagia indotta dall’EGCG favorisce la sopravvivenza delle cellule sottoposte al trattamento combinato tramite la riduzione dell’UPR. Queste evidenze ci portano a concludere che per il trattamento del CaP è sconsigliabile associare le catechine del tè verde con il BZM e che in futuri studi di combinazione di questi polifenoli con composti antitumorali sarà importante valutare il ruolo dell’autofagia come possibile meccanismo di resistenza.

Ruolo di Clusterina nella progressione del tumore prostatico

Clusterina (CLU) è una proteina ubiquitaria, presente nella maggior parte dei fluidi corporei e implicata in svariati processi fisiologici. Dalla sua scoperta fino ad oggi, CLU è risultata essere una proteina enigmatica, la cui funzione non è ancora stata compresa appieno. Il gene codifica per 3 varianti trascrizionali identificate nel database NCBI con i codici: NM_001831 (CLU 1 in questo lavoro di tesi), NR_038335 (CLU 2 in questo lavoro di tesi) e NR_045494 (CLU 3 in questo lavoro di tesi). Tutte le varianti sono trascritte come pre-mRNA contenenti 9 esoni e 8 introni e si differenziano per l’esone 1, la cui sequenza è unica e caratteristica di ogni variante. Sebbene in NCBI sia annotato che le varianti CLU 2 e CLU 3 non sono codificanti, tramite analisi bioinformatica è stato predetto che da tutti e tre i trascritti possono generarsi proteine di differente lunghezza e localizzazione cellulare. Tra tutte le forme proteiche ipotizzate, l’unica a essere stata isolata e sequenziata è quella tradotta dall’AUG presente sull’esone 2 che dà origine a una proteina di 449 aminoacidi. Il processo di maturazione prevede la formazione di un precursore citoplasmatico (psCLU) che subisce modificazioni post-traduzionali tra cui formazione di ponti disolfuro, glicosilazioni, taglio in due catene denominate β e α prima di essere secreta come eterodimero βα (sCLU) nell’ambiente extracellulare, dove esercita la sua funzione di chaperone ATP-indipendente. Oltre alla forma extracellulare, è possibile osservare una forma intracellulare con localizzazione citosolica la cui funzione non è stata ancora completamente chiarita. Questo lavoro di tesi si è prefissato lo scopo di incrementare le conoscenze in merito ai trascritti CLU 1 e CLU 2 e alla loro regolazione, oltre ad approfondire il ruolo della forma citosolica della proteina in relazione al signaling di NF-kB che svolge un ruolo importante nel processo di sviluppo e metastatizzazione del tumore. Nella prima parte, uno screening di differenti linee cellulari, quali cellule epiteliali di prostata e di mammella, sia normali sia tumorali, fibroblasti di origine polmonare e linfociti di tumore non-Hodgkin, ha permesso di caratterizzare i trascritti CLU 1 e CLU 2. Dall’analisi è emerso che la sequenza di CLU 1 è più corta al 5’ rispetto a quella depositata in NCBI con l’identificativo NM_001831 e il primo AUG disponibile per l’inizio della traduzione è localizzato sull’esone 2. È stato dimostrato che CLU 2, al contrario di quanto riportato in NCBI, è tradotto in proteina a partire dall’AUG presente sull’esone 2, allo stesso modo in cui viene tradotto CLU 1. Inoltre, è stato osservato che i livelli d’espressione dei trascritti variano notevolmente tra le diverse linee cellulari e nelle cellule epiteliali CLU 2 è espressa sempre a bassi livelli. In queste cellule, l’espressione di CLU 2 è silenziata per via epigenetica e la somministrazione di farmaci capaci di rendere la cromatina più accessibile, quali tricostatina A e 5-aza-2’-deossicitidina, è in grado di incrementarne l’espressione. Nella seconda parte, un’analisi bioinformatica seguita da saggi di attività in vitro in cellule epiteliali prostatiche trattate con farmaci epigenetici, hanno permesso di identificare, per la prima volta in uomo, una seconda regione regolatrice denominata P2, capace di controllare l’espressione di CLU 2. Rispetto a P1, il classico promotore di CLU già ampiamente studiato da altri gruppi di ricerca, P2 è un promotore debole, privo di TATA box, che nelle cellule epiteliali prostatiche è silente in condizioni basali e la cui attività incrementa in seguito alla somministrazione di farmaci epigenetici capaci di alterare le modificazioni post-traduzionali delle code istoniche nell’intorno di P2. Ne consegue un rilassamento della cromatina e un successivo aumento di trascrizione di CLU 2. La presenza di un’isola CpG differentemente metilata nell’intorno di P1 spiegherebbe, almeno in parte, i differenti livelli di espressione di CLU che si osservano tra le diverse linee cellulari. Nella terza parte, l’analisi del pathway di NF-kB in un modello sperimentale di tumore prostatico in cui CLU è stata silenziata o sovraespressa, ha permesso di capire come la forma citosolica di CLU abbia un ruolo inibitorio nei confronti dell’attività del fattore trascrizionale NF-kB. CLU inibisce la fosforilazione e l’attivazione di p65, il membro più rappresentativo della famiglia NF-kB, con conseguente riduzione della trascrizione di alcuni geni da esso regolati e coinvolti nel rimodellamento della matrice extracellulare, quali l’urochinasi attivatrice del plasminogeno, la catepsina B e la metallo proteinasi 9. È stato dimostrato che tale inibizione non è dovuta a un’interazione fisica diretta tra CLU e p65, per cui si suppone che CLU interagisca con uno dei componenti più a monte della via di segnalazione responsabile della fosforilazione ed attivazione di p65.

Identification of yeast genes that confer resistance to chitosan oligosaccharide (COS) using chemogenomics

Background: Chitosan oligosaccharide (COS), a deacetylated derivative of chitin, is an abundant, and renewable natural polymer. COS has higher antimicrobial properties than chitosan and is presumed to act by disrupting/permeabilizing the cell membranes of bacteria, yeast and fungi. COS is relatively non-toxic to mammals. By identifying the molecular and genetic targets of COS, we hope to gain a better understanding of the antifungal mode of action of COS. Results: Three different chemogenomic fitness assays, haploinsufficiency (HIP), homozygous deletion (HOP), and multicopy suppression (MSP) profiling were combined with a transcriptomic analysis to gain insight in to the mode of action and mechanisms of resistance to chitosan oligosaccharides. The fitness assays identified 39 yeast deletion strains sensitive to COS and 21 suppressors of COS sensitivity. The genes identified are involved in processes such as RNA biology (transcription, translation and regulatory mechanisms), membrane functions (e.g. signalling, transport and targeting), membrane structural components, cell division, and proteasome processes. The transcriptomes of control wild type and 5 suppressor strains overexpressing ARL1, BCK2, ERG24, MSG5, or RBA50, were analyzed in the presence and absence of COS. Some of the up-regulated transcripts in the suppressor overexpressing strains exposed to COS included genes involved in transcription, cell cycle, stress response and the Ras signal transduction pathway. Down-regulated transcripts included those encoding protein folding components and respiratory chain proteins. The COS-induced transcriptional response is distinct from previously described environmental stress responses (i.e. thermal, salt, osmotic and oxidative stress) and pre-treatment with these well characterized environmental stressors provided little or any resistance to COS. Conclusions: Overexpression of the ARL1 gene, a member of the Ras superfamily that regulates membrane trafficking, provides protection against COS-induced cell membrane permeability and damage. We found that the ARL1 COS-resistant over-expression strain was as sensitive to Amphotericin B, Fluconazole and Terbinafine as the wild type cells and that when COS and Fluconazole are used in combination they act in a synergistic fashion. The gene targets of COS identified in this study indicate that COS’s mechanism of action is different from other commonly studied fungicides that target membranes, suggesting that COS may be an effective fungicide for drug-resistant fungal pathogens.

Neurospora crassa transcriptomics reveals oxidative stress and plasma membrane homeostasis biology genes as key targets in response to chitosan

Chitosan is a natural polymer with antimicrobial activity. Chitosan causes plasma membrane permeabilization and induction of intracellular reactive oxygen species (ROS) in Neurospora crassa. We have determined the transcriptional profile of N. crassa to chitosan and identified the main gene targets involved in the cellular response to this compound. Global network analyses showed membrane, transport and oxidoreductase activity as key nodes affected by chitosan. Activation of oxidative metabolism indicates the importance of ROS and cell energy together with plasma membrane homeostasis in N. crassa response to chitosan. Deletion strain analysis of chitosan susceptibility pointed NCU03639 encoding a class 3 lipase, involved in plasma membrane repair by lipid replacement, and NCU04537 a MFS monosaccharide transporter related to assimilation of simple sugars, as main gene targets of chitosan. NCU10521, a glutathione S-transferase-4 involved in the generation of reducing power for scavenging intracellular ROS is also a determinant chitosan gene target. Ca2+ increased tolerance to chitosan in N. crassa. Growth of NCU10610 (fig 1 domain) and SYT1 (a synaptotagmin) deletion strains was significantly increased by Ca2+ in the presence of chitosan. Both genes play a determinant role in N. crassa membrane homeostasis. Our results are of paramount importance for developing chitosan as an antifungal.

Del campo contrario. Anécdotas de la vida mundana,

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