Participación de los genes arf en el dimorfismo y/o desarrollo en Mucor circinelloides

Abstract

The Arf proteins belong to the superfamily of monomeric G proteins, whose function is associated with the vesicular trafficking. It has described the participation of Arf genes in various organisms. For example, Saccharomyces cerevisiae has three genes ARF; ARF1 participates in Golgi apparatus operation, while mutation of the gene ARF2 not generate a detectable phenotype. However, the double mutant ARF1/ARF2 is lethal. A model to study the process of cell differentiation is Mucor circinelloides, which exhibit various morphological stages depending on growth conditions. In this work, we have identified six reading frames in the genome of M. circinelloides encoding probable proteins that belong to Arf members, and since these proteins are involved in vesicle formation, this process is necessary for aerial spore germination, where in other filamentous fungi were identified the multivesicular body called spitzenkörper plays a fundamental role. The Arf proteins may be involved in the growth of M. circinelloides, perhaps through the generation of vesicles that are used by the multivesicular body. The aims of this study were to identify the genes arf, characterize the mRNA expression level of each of them in different stages of the dimorphic process. This information allowed the deletion of the gene arf5 which showed increased expression relative to other arf genes. Deletion of the gene arf5 suggest to be essential for the growth of M. circinelloides, however physiological characterization revealed lower sporulation on strain heterocarionte, along with alterations in the mycelial growth compared to the parental strain. Another approach was the deletion of arf3-4 genes of M. circinelloides based on the protein comparison with the product of the gene ArfB of A. nidulans whose product was involment in mycelial growth. It was found that proteins Arf3 and Arf4 of M. circinelloides showed the highest identity with ArfB protein of A. nidulans (> 70%).

Las proteínas Arf pertenecen a la superfamilia de proteínas G monoméricas, cuya función está asociada al tráfico vesicular. Se ha descrito la participación de los genes Arf en diversos organismos. Por ejemplo, Sacharomyces cerevisiae posee 3 genes ARF; ARF1 participa en el funcionamiento del aparato de Golgi, mientras que la mutación del gen ARF2 no genero un fenotipo detectable. Sin embargo, la doble mutante en los genes ARF1/ARF2 es letal. Un modelo para estudiar el proceso de diferenciación celular es el hongo Mucor circinelloides, quien presenta diversos estadios morfológicos dependiendo de las condiciones de cultivo. En este trabajo se identificaron seis marcos de lectura en el genoma de M. circinelloides que codifican a probables proteínas Arf y dado que estas proteínas participan en la formación de vesículas necesario para la emisión del tubo germinativo de las hifas, en donde en otros hongos filamentosos el cuerpo multivesicular denominado spitzenkörper tiene un papel fundamental. Por lo que, las proteínas Arf pueden participar en el crecimiento de M. circinelloides, quizás a través de la generación de las vesículas que son utilizadas por este cuerpo multivesicular. Los objetivos de este trabajo fueron la identificación de los genes arf, la cuantificación del RNAm de cada uno de ellos en el proceso dimorfico de M. circinelloides. Esta información permitió la deleción del gen arf5, ya que mostró una mayor expresión respecto al resto de los genes arf. La deleción del gen arf5 resulto ser esencial en el crecimiento, sin embargo la caracterización fisiológica de la cepa heterocarionte revelo un menor esporulación, además de alteraciones en el crecimiento micelial, respecto a la cepa parental. Las proteínas Arf3 y Arf4 de M. circinelloides mostraron la mayor identidad con la proteína ArfB de A. nidulans (>70%), quien está involucrada en el crecimiento micelial.