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Enregistrement W4410634947 · doi:10.1101/2025.05.19.654958

Temperature and genetic background drive mobilization of diverse transposable elements in a global human fungal pathogen

2025· preprint· en· W4410634947 sur OpenAlexfundno aff
Anna I. Mackey, Vesper Fraunfelter, Samantha Shaltz, John F. McCormick, Callan Schroeder, John R. Perfect, Cédric Feschotte, Paul M. Magwene, Asiya Gusa

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2025
Typepreprint
Langueen
DomaineAgricultural and Biological Sciences
ThématiquePlant Disease Resistance and Genetics
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Center for HIV/AIDS, Viral Hepatitis, STD, and TB PreventionNational Institute of Allergy and Infectious DiseasesCenters for Disease Control and PreventionNational Institutes of HealthCanadian Institute for Advanced ResearchEmory UniversityUnited States Agency for International Development
Mots-clésTransposable elementMobilizationPathogenBiologyGeneticsGeneGenomePolitical science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

ABSTRACT Transposable elements (TEs) are key agents of genome evolution across all domains of life. These mobile genetic elements can cause mutations through transposition or by promoting structural rearrangements. Stress conditions can amplify TE mobility, either by impairing TE suppression mechanisms or through stress-induced interactions between transcription factors and TE sequences, offering a route for rapid genetic change. As such, TEs represent an important source of adaptability within populations. To investigate the interplay between environmental stress and eukaryotic TE dynamics relevant to infectious disease, we examined how heat stress and host-mimicking medium (RPMI) affect TE mobility in the global human fungal pathogen Cryptococcus neoformans , using a collection of clinical and environmental isolates. Using a selection-based screen, we captured the mobilization of seven distinct mobile element families, encompassing diverse retrotransposons and DNA transposons, whose insertions conferred antifungal resistance. This includes a novel element, CNEST, which belongs to the CACTA, Mirage, Chapaev (CMC) supergroup. Heat stress at human body temperature (37°C) significantly increased the mobilization of a subset of these TEs, leading to higher rates of acquired antifungal resistance. Whole-genome assemblies revealed that, compared to retrotransposons, DNA transposons were hypomethylated and approximately uniformly distributed throughout the genome, features that may contribute to their frequent mobilization. We further assessed TE-driven genomic changes within hosts using serial isolates from patients with recurrent cryptococcal infections and from isolates passaged through mice. While we observed evidence of TE copy number changes near chromosome ends, we found no indication of TE-mediated alterations near gene-coding regions across any of the serial isolates. Finally, TE mobility was isolate- and strain-dependent, with significant variation even among clonally related strains collected from the same patient, emphasizing the role of genetic background in shaping TE activity. Together, these findings reveal a complex and dynamic relationship between environmental stress, genetic background, TE type-specific epigenetic regulation, and TE mobility, with important implications for adaptation and acquired antifungal resistance in C. neoformans . AUTHOR SUMMARY Transposable elements (TEs) are mobile segments of DNA that can “jump” from one place to another in a genome, causing genetic changes that can impact fitness and evolution. In this study, we investigate how different environmental conditions influence TE mobility in the pathogenic yeast Cryptococcus neoformans , which is globally distributed in the environment and causes life-threatening infections. We compared genetically diverse strains and found that growth at higher temperatures, specifically human body temperature (37°C), increases the mobility of some TEs. In contrast, other TEs were more active at lower temperatures (30°C), indicating distinct pathways of temperature regulation for different TE groups. By examining C. neoformans isolates from patients with recurrent infections, we observed genetic changes by one TE group that likely occurred during infection. We also found that TE groups are distributed differently across the genome and show varying levels of DNA methylation, a modification that can suppress their activity and control TE mobility in the cell. Overall, this work shows that environmental stresses, such as increased temperature, can accelerate genetic change by promoting TE mobilization. These changes may contribute to how C. neoformans adapts during infection or in the environment.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,003

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,217
Écart entre enseignants0,205 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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