Frequent transitions in mating-type locus chromosomal organization in <i>Malassezia</i> and early steps in sexual reproduction
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Fungi in the basidiomycete genus Malassezia are the most prevalent eukaryotic microbes resident on the skin of human and other warm-blooded animals and have been implicated in skin diseases and systemic disorders. Analysis of Malassezia genomes revealed that key adaptations to the skin microenvironment have a direct genomic basis, and the identification of mating/meiotic genes suggests a capacity to reproduce sexually, even though no sexual cycle has yet been observed. In contrast to other bipolar or tetrapolar basidiomycetes that have either two linked mating-type-determining ( MAT ) loci or two MAT loci on separate chromosomes, in Malassezia species studied thus far the two MAT loci are arranged in a pseudobipolar configuration (linked on the same chromosome but capable of recombining). By incorporating newly generated chromosome-level genome assemblies, and an improved Malassezia phylogeny, we infer that the pseudobipolar arrangement was the ancestral state of this group and revealed six independent transitions to tetrapolarity, seemingly driven by centromere fission or translocations in centromere- flanking regions. Additionally, in an approach to uncover a sexual cycle, Malassezia furfur strains were engineered to express different MAT alleles in the same cell. The resulting strains produce hyphae reminiscent of early steps in sexual development and display upregulation of genes associated with sexual development as well as others encoding lipases and a protease potentially relevant for pathogenesis of the fungus. Our study reveals a previously unseen genomic relocation of mating-type loci in fungi and provides insight towards the discovery of a sexual cycle in Malassezia , with possible implications for pathogenicity. Significance Statement Malassezia , the dominant fungal group of the mammalian skin microbiome, is associated with numerous skin disorders. Sexual development and yeast-to-hyphae transitions, governed by genes at two mating-type ( MAT ) loci, are thought to be important for fungal pathogenicity. However, Malassezia sexual reproduction has never been observed. Here, we used chromosome-level assemblies and comparative genomics to uncover unforeseen transitions in MAT loci organization within Malassezia , possibly related with fragility of centromeric-associated regions. Additionally, by expressing different MAT alleles in the same cell, we show that Malassezia can undergo hyphal development and this phenotype is associated with increased expression of key mating genes along with other genes known to be virulence factors, providing a possible connection between hyphal development, sexual reproduction, and pathogenicity.
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».