Functional genomic study of the response to hypoxic and oxidative stress in candida albicans

Resumen

Candida albicans es el patógeno humano más prevalente. A pesar de ser un organismo comensal, también es un hongo oportunista que puede causar infecciones de seria gravedad en personas inmunodeprimidas. Aunque los principales factores de virulencia han sido caracterizados, el proceso exacto de patogénesis en Candida todavía se desconoce. Los mecanismos de adaptación a los distintos ambientes a los que se enfrenta durante la invasión del cuerpo humano todavía no están suficientemente caracterizados. En este trabajo se usaron análisis genómicos funcionales para el estudio de la respuesta global de C. albicans a dos estreses que encuentra durante la invasión del cuerpo humano: estrés oxidativo e hipóxico. En el análisis se encontraron varios genes implicados en la adaptación a estos estreses, lo cual se vio reflejado en la regulación de sus niveles de RNA mensajero y proteína. Un hallazgo interesante de este estudio fue que la regulación de los genes implicados en la respuesta a estrés oxidativo ocurre principalmente a nivel post-transcripcional. Para estudiar la posible implicación de RNAs no codificantes en la respuesta a estos estreses, se creó una aplicación web que permitió la detección de aquellos ncRNAs cuya expresión se vio alterada durante el estrés. Dos grupos de 154 y 159 nRNAs, incluyendo intergénicos y antisentido a ORFs, se identificaron como implicados en la respuesta a estrés hipóxico y oxidativo, respectivamente. Para el estudio de cambios en transcripción naciente durante estos estreses, la técnica de Genomic run-on (GRO), ya establecida para el estudio del nascentoma de Saccharomyces cervisiae, se implementó para su uso en C. albicans en su versión más actualizada, el BioGROseq. La técnica de GRO fue después usada para el estudio de cambios en parámetros de estudio de la expresión génica a distintas temperaturas de crecimiento, tales como la densidad de RNApol II o la tasa de traducción, usando el organismo modelo S. cerevisiae como herramienta. Los resultados mostraron que la densidad de RNApol II disminuye con el incremento en la temperatura de crecimiento, y que esta disminución en densidad se compensa con un incremento en la velocidad de elongación de la RNApol II para mantener la homeostasis de los niveles de mRNA. Esta compensación está regulada a nivel de iniciación de la RNApol. Dentro del rango óptimo de temperaturas de crecimiento en S. cerevisiae (26-34 oC), tanto los niveles de RNA total como los de mRNA se mantienen en homeostasis, disminuyendo marcadamente a temperaturas inferiores o superiores. Finalmente, con el aumento en la temperatura de crecimiento se observó un aumento en la tasa de traducción. En general, los resultados presentados en este trabajo proporcionan nuevos hallazgos sobre los mecanismos de regulación que las levaduras utilizan para su crecimiento a distintas temperaturas, y ayudan a entender cómo C. albicans sobrevive durante su invasión en el cuerpo humano.