Función de las metalochaperonas COG0523 en la adaptación del patógeno humano Aspergillus fumigatus a la carencia de zinc y en virulencia

Laburpena

Aspergilllus fumigatus es un hongo filamentoso que puede causar aspergilosis pulmonar invasora (API). Entre sus atributos de virulencia se encuentra la capacidad para obtener nutrientes esenciales a partir del hospedador, tales como el zinc. Se ha demostrado que el control de homeostasis de zinc en el hongo depende del factor transcripcional ZafA, el cual regula la expresión de genes que codifican transportadores de membrana (ZrfA, ZrfB y ZrfC) en condiciones limitantes en zinc, y es esencial para la virulencia del hongo. Además de los genes que codifican proteínas efectoras en homeostasis de zinc, ZafA regula la expresión de otros muchos genes en condiciones de escasez de zinc, entre los que se encuentra el gen AFUA_8G02620 (mchC) que exhibe un alto nivel de expresión independientemente del pH ambiental. Este gen codifica una proteína GTPasa de la familia COG0523 (MchC) que podría funcionar como metalochaperona de zinc en la maduración de ciertas metaloproteínas. Además, A. fumigatus codifica otras dos proteínas COG0523, MchA y MchB, las cuales no están reguladas por ZafA. El objetivo de este estudio fue determinar la función de las posibles metalochaperonas (Mchs) de la subfamilia COG0523 en la respuesta homeostática y/o adaptativa a la carencia de Zn2+ y su relevancia en la virulencia del hongo Aspergillus fumigatus. Para ello, como primera aproximación se realizaron experimentos de complementación funcional en S. cerevisiae y se encontró que MchB posiblemente interfiere con la función de Zch1 en la biosíntesis del ergosterol en la levadura. A la vez se construyeron mutantes simples (∆mchA, ∆mchB y ∆mchC), dobles (∆mchAB, ∆mchAC y ∆mchBC) y un mutante triple (∆mchABC) de A. fumigatus y se construyeron cepas revertientes (∆mchA[TAP-mchA], ∆mchB[TAP-mchB] , ∆mchC [TAP-mchC] para purificación de proteínas y ∆mchC [mchC] como control. Se realizaron análisis fenotípicos usando diferentes tipos de estrés en condiciones de carencia de zinc. Con los resultados se estableció que la carencia de los genes produce una reducción del peso neto de las cepas. MchB participa en la respuesta de Aspergillus fumigatus a estrés oxidativo generado por peróxido de hidrógeno y que su función está relacionada con la presencia de zinc en el medio. En el caso de MchA al parecer está involucrada con la cadena alternativa de transporte de electrones, y está actividad es independiente de la presencia de zinc en el medio. En la co-purificación de proteínas con MchB y MchC se identificó a la proteína Ydj1 como una posible candidata de interacción con MchB y MchC. En un experimento realizado en S. cerevisiae se encontró que MchB al parecer interfiere negativamente con la función de YDJ1 en la levadura. Teniendo en cuenta la posible relación de los genes con la función mitocondrial y el crecimiento de la cepa de S. cerevisiae ZCH1[mchB] se evaluó la presencia de un fenotipo “petite” y se cuantificó el ADN mitocondrial. Se encontró que la deleción de ZCH1 reduce la cantidad de ADN mitocondrial y que mchB al parecer acelera está reducción generando la pérdida de funciones respiratorias mitocondriales en la levadura. Al realizar este análisis en las cepas de A. fumigatus se encontró que la deleción de mchA y mchB reduce la cantidad de ADN mitocondrial. Con estos resultados se podría sugerir que la función de las proteínas COG0523, Zch1 en S. cerevisiae y MchA, MchB y MchC en A. fumigatus, están relacionadas con una función mitocondrial no esencial para el crecimiento de los microorganismos; pero importante para su respuesta adaptativa a estrés salino, estrés oxidativo o estrés de membrana.