Comparative genomics of the closely related fungal genera Cryptococcus and Kwoniella reveals karyotype dynamics and suggests evolutionary mechanisms of pathogenesis
Notice bibliographique
Résumé
In exploring the evolutionary trajectories of both pathogenesis and karyotype dynamics in fungi, we conducted a large-scale comparative genomic analysis spanning the Cryptococcus genus, encompassing both global human fungal pathogens and nonpathogenic species, and related species from the sister genus Kwoniella. Chromosome-level genome assemblies were generated for multiple species, covering virtually all known diversity within these genera. Although Cryptococcus and Kwoniella have comparable genome sizes (about 19.2 and 22.9 Mb) and similar gene content, hinting at preadaptive pathogenic potential, our analysis found evidence of gene gain (via horizontal gene transfer) and gene loss in pathogenic Cryptococcus species, which might represent evolutionary signatures of pathogenic development. Genome analysis also revealed a significant variation in chromosome number and structure between the 2 genera. By combining synteny analysis and experimental centromere validation, we found that most Cryptococcus species have 14 chromosomes, whereas most Kwoniella species have fewer (11, 8, 5, or even as few as 3). Reduced chromosome number in Kwoniella is associated with formation of giant chromosomes (up to 18 Mb) through repeated chromosome fusion events, each marked by a pericentric inversion and centromere loss. While similar chromosome inversion-fusion patterns were observed in all Kwoniella species with fewer than 14 chromosomes, no such pattern was detected in Cryptococcus. Instead, Cryptococcus species with less than 14 chromosomes showed reductions primarily through rearrangements associated with the loss of repeat-rich centromeres. Additionally, Cryptococcus genomes exhibited frequent interchromosomal translocations, including intercentromeric recombination facilitated by transposons shared between centromeres. Overall, our findings advance our understanding of genetic changes possibly associated with pathogenicity in Cryptococcus and provide a foundation to elucidate mechanisms of centromere loss and chromosome fusion driving distinct karyotypes in closely related fungal species, including prominent global human pathogens.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
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 ».