Heterotrimeric G proteins are keystone elements that critically regulate a wide repertoire of biological functions in eukaryotes. In fungi, these proteins control cellular differentiation, reproduction, response to nutrients, pathogenesis, among others. Mucor circinelloides is a fungal opportunistic in humans. In our group we have previously reported that this organism harbors the largest repertoire of heterotrimeric G proteins in the Fungi kingdom. Specifically, this Mucoral expresses three heterotrimeric G-protein beta subunits (Gpb1, Gpb2, Gpb3). The Gpb1-encoding gene is upregulated during mycelial growth compared with that in the spore or yeast stage. gpb1 deletion mutation analysis revealed its relevance for an adequate development during the dimorphic transition and for hyphal growth under low oxygen concentrations. Infection assays in mice indicated a phenotype with considerably reduced virulence and tissue invasiveness in the deletion mutants (Δgpb1) and decreased host inflammatory response in comparison with the wild-type strain. This finding could be attributed to the reduced filamentous growth in animal tissues compared with that of the wild-type strain. Mutation in a regulatory subunit of cAMP-dependent protein kinase A (PKA) subunit (PkaR1) resulted in similar phenotypes to Δgpb1. The defects exhibited by the Δgpb1 strain were genetically suppressed by pkaR1 overexpression, indicating that the PKA pathway is controlled by Gpb1 in M. circinelloides during these processes. Moreover, during growth under low oxygen levels, cAMP levels were much higher in the Δgpb1 than in the wild-type strain, but similar to those in the ΔpkaR1 strain.
Las proteínas G heterotriméricas son elementos cruciales en la regulación de un repertorio muy amplio de funciones biológicas en eucariotes. En hongos, estas proteínas controlan la diferenciación celular, la reproducción, la respuesta a nutrientes, la patogénesis, entre otros procesos. Mucor circinelloides es un patógeno oportunista fúngico en humanos. En nuestro grupo de trabajo reportamos previamente que este organismo tiene el repertorio más grande de proteínas G heterotriméricas en el reino Fungi. Específicamente, este mucoral expresa tres genes que codifican para subunidades beta (Gpb1, Gpb2, Gpb3) de proteínas G heterotriméricas. Adicionalmente, reportamos que el gen que codifica para la subunidad Gpb1 presentó niveles de transcrito incrementados durante el crecimiento micelial comparado con esporas o el crecimiento levaduriforme. La interrupción del gen que codifica para la subunidad Gpb1, demostró su relevancia para un desarrollo adecuado durante la transición levadura-micelio, y para el desarrollo de micelio durante el crecimiento en bajas concentraciones de oxígeno. Los ensayos de infección en ratones por esporas mutantes de interrupción del gen gpb1 (Δgpb1) mostraron un fenotipo con reducción significativa en la virulencia, la invasibidad de tejido y en la respuesta inflamatoria del huesped en comparación con la cepa silvestre. Este hallazgo podría ser atribuido a un crecimiento filamentoso reducido en los tejidos animales. En este contexto, la interrupción del gen de la subunidad regulatoria (PkaR1) de la proteína cinasa A (PKA) también fue evaluada y mostró fenotipos similares a Δgpb1. Los fenotipos de Δgpb1 fueron suprimidos genéticamente por la sobreexpresión de pkaR1, lo que indica que la ruta de la PKA está bajo control de Gpb1 en M. circinelloides durante estos procesos. Adicionalmente, durante el crecimiento en bajas condiciones de oxígeno, los niveles de cAMP fueron muchos más altos en la cepa Δgpb1 comparados con la cepa Silvestre, pero similares con los de la cepa ΔpkaR1.
