《Fungal Genetics and Biology》：Role of Atg1 in morphologic changes of the pathogenic fungus
Trichosporon asahii
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隐球菌属asahii Atg1基因缺陷株的形态转换与应激耐受性研究。三个atg1缺陷株在SDA培养基中形成更多菌丝细胞，但高温、化学应激及抗真菌药物处理下生长无缺陷，且致病性在蚕感染模型中未改变。研究显示Atg1主要参与调节隐球菌属的形态转换，而非应激耐受性或致病性。
中山梅|松本康彦|倉門沙奈惠|杉田隆
明治制药大学微生物学系，日本东京204-8588，清濑市能代2-522-1。
摘要
Trichosporon asahii是一种双相真菌，可引起严重的侵袭性真菌感染，尤其是在中性粒细胞减少的患者中。根据营养物质的可用性，T. asahii可以以酵母、菌丝或节孢子的形式存在。Atg1是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，在多种真菌的应激反应和毒力中起作用。然而，Atg1在调节T. asahii的形态、抗逆性或毒力方面的作用仍不明确。在本研究中，我们生成了三种atg1基因缺陷的T. asahii突变体，并研究了它们的表型特征，以揭示Atg1在T. asahii中的作用。atg1基因缺陷突变体在高温或各种化学应激条件下（包括抗真菌药物）没有表现出生长缺陷。当在常用的真菌培养基Sabouraud葡萄糖肉汤（SB）中培养时，这些突变体表现出更多的菌丝细胞。另一方面，在氮限制条件下，亲本菌株与atg1基因缺陷突变体之间没有观察到形态差异。这些atg1基因缺陷突变体在蚕感染模型中的毒力保持不变。此外，所有三种生成的atg1基因缺陷突变体表现出一致的表型。我们的研究结果表明，虽然Atg1在测试条件下对T. asahii的抗逆性或毒力没有主要作用，但它参与了其双相形态的变化。
引言
Trichosporon asahii是一种双相真菌，可以以酵母、菌丝和节孢子的形式存在（Colombo等人，2011年；Kurakado等人，2021年）。T. asahii可引起严重的侵袭性真菌感染，尤其是在免疫功能低下的宿主中，如中性粒细胞减少的患者（Duarte-Oliveira等人，2017年；Walsh、Melcher、Lee和Pizzo，1993年；Walsh等人，1992年）。由T. asahii引起的感染可能导致严重的深部真菌病，包括尿路感染和播散性感染（Kimura等人，2018年；Li等人，2020年）。此外，T. asahii对临床常用的棘孢菌素类抗真菌药物具有耐受性，这常常导致接受米卡芬菌素治疗的患者发生突破性感染（Kimura等人，2022年；Li等人，2020年）。T. asahii能够在医疗设备表面形成生物膜，如导管，这进一步增加了治疗的复杂性，因为它对抗多种抗真菌药物产生抗性，并导致慢性、难治性感染（Iturrieta-González等人，2014年）。这些特性突显了T. asahii作为病原真菌的临床重要性。
Atg1是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，在多种真菌的应激反应、自噬和毒力中起作用（Cai等人，2022年；Ding等人，2018年；Huang等人，2025年；Metur和Klionsky，2024年；Shimamura等人，2019年；Zhao等人，2019年）。在模式真核生物Saccharomyces cerevisiae中，Atg1在营养限制条件下对生存至关重要（Cai等人，2022年；Metur和Klionsky，2024年）。在病原真菌Candida albicans中，Atg1是生物膜形成的必需基因（Huang等人，2025年；Liu等人，2022年）。在Candida glabrata中，删除atg1基因会导致氧化应激敏感性以及感染小鼠器官中存活细胞数量减少（Shimamura等人，2019年）。在与T. asahii密切相关的担子菌Cryptococcus neoformans中，atg1基因缺陷突变体表现出渗透压敏感性并增强在小鼠中的毒力（Ding等人，2018年；Zhao等人，2019年）。因此，Atg1的生理功能（包括抗逆性和毒力）在不同真菌物种中有所不同。然而，Atg1在T. asahii的形态转变、抗逆性和毒力中的作用仍不清楚。
在本研究中，我们独立生成了三种atg1基因缺陷的T. asahii突变体，并评估了它们的形态、应激敏感性和毒力。我们的结果表明，在使用Sabouraud葡萄糖肉汤（SB）培养时，atg1基因缺陷促进了菌丝的形成，但不会影响在各种应激条件下的生长或在蚕感染模型中的毒力。这些发现表明Atg1参与了T. asahii的形态变化调节。
章节片段
T. Asahii菌株
T. asahii MPU129Δku70被用作亲本菌株（Matsumoto等人，2022b）。在本研究中生成了三种独立的T. asahii atg1基因缺陷突变体（表1）。T. Asahii的培养条件
T. asahii菌株按照先前的方法进行培养（Matsumoto等人，2022b）。T. asahii菌株在含有G418（100 μg/mL）和头孢噻肟（100 μg/mL）的Sabouraud葡萄糖琼脂（SDA；1%低蛋白胨，4%葡萄糖，1.5%琼脂）上，在27°C下培养1-2天。
在T. Asahii中鉴定和保存Atg1蛋白
我们试图在T. asahii基因组中鉴定编码同源Atg1蛋白的基因。在C. neoformans中，根据S. cerevisiae Atg1蛋白的氨基酸序列鉴定了atg1（Ding等人，2018年；Kamada等人，2000年）。T. asahii的假想蛋白A1Q1_02656被鉴定为与C. neoformans Atg1有52%氨基酸同源性的候选蛋白（表2）。接下来，我们进行了同源性分析，比较了T. asahii假想蛋白A1Q1_02656的氨基酸序列
讨论
本研究的发现表明，在使用Sabouraud葡萄糖肉汤（SB）培养条件下，atg1基因参与了T. asahii的形态转变。另一方面，atg1基因缺陷并未影响在各种应激条件下的生长或在蚕模型中的毒力。这些结果表明，Atg1可能在特定的培养条件下参与菌丝的形成，但不参与抗逆性或毒力
CRediT作者贡献声明
中山梅：撰写——原始草稿、验证、方法学、研究、数据管理。松本康彦：撰写——审阅与编辑、可视化、监督、资源获取、项目管理、资金获取、正式分析、概念化。倉門沙奈惠：撰写——审阅与编辑、资源管理。杉田隆：撰写——审阅与编辑、资金获取。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢Renta Endo、Momoka Yagi、Haruka Ogino、Momoka Matsumura和Tomoya Sanbongi（明治制药大学）在饲养蚕方面提供的技术支持。我们还要感谢SciTechEdit International LLC（美国科罗拉多州Highlands Ranch）提供的编辑支持。本研究得到了JSPS KAKENHI项目（JP23K06141，科学研究（C）对Y.M.的资助，以及日本医学研究机构的新兴和再-新兴传染病研究计划的部分资助
