The Zinc cluster transcription factor ZtfA is an activator of asexual development and secondary metabolism and regulates the oxidative stress response in the filamentous fungus Aspergillus nidulans

Abstract

Velvet-Domänen-Proteine verknüpfen Entwicklungsprogramme und Sekundärmetabolismus in zahlreichen filamentösen Pilzen. Velvet-Domänen-Proteine stellen eine Familie von Pilzspezifischen Transkriptionsfaktoren dar, welche in ihrer DNA-Binde-und Dimerisierungsdomäne strukturelle Gemeinsamkeiten mit Rel-Domänen, einschließlich der NF-κB Faktoren von Säugetieren aufweist. Velvet-Faktoren binden Promotoren tausender Gene und das Gros ihrer nachgeschalteten Ziele ist noch unbekannt. Die vorliegende Studie konzentriert sich auf den Zink Cluster Transkriptionsfaktor ZtfA als Repressions-Ziel des Velvet-Faktors VosA in den filamentösen Pilzen Aspergillus nidulans und A. fumigatus. Im Vergleich zum Wildtyp produziert der A. nidulans ztfA Deletionsstamm eine stark verminderte Zahl an Konidiophoren, welche Konidiosporen mit verkürzter Lebensfähigkeit hervorbringen. Eine ztfA Überexpression produziert Konidiophore sogar unter Bedingungen, unter denen der Wildtyp nur vegetative Hyphen bildet. Die ztfA Überexpression produziert eine erhöhte Anzahl an Konidiophoren während des sexuellen Wachstums im Dunkeln, in welchem normalerweise die Konidiosporulation reprimiert ist. Der Signalweg der Konidiosporulation läuft in einer strikten Zeitfolge ab und mehrere Regulatoren sind an seiner zeitlichen Kontrolle beteiligt. ZtfA aktiviert den Signalweg der Konidiosporulation über dessen Hauptregulator, kodiert durch das brlA Gen und über die Konidiations-Aktivatoren, kodiert durch flbC und flbD und stellt eine neue Komponente des zeitabhängigen Ablaufs der Konidiosporulation dar. ZtfA kontrolliert die Expression mehrere Sekundärmetabolit-Gene, einschließlich der Biosynthese von Austinol und Dehydroaustinol. Es bildet einen Proteinkomplex mit dem Transkriptionsrepressor RcoA und übt seine regulatorischen Funktionen vermutlich teilweise als Heterodimer aus. Der Phosphorylierungszustand von ZtfA ist vermutlich Teil seiner Funktionskontrolle. ZtfA reguliert Gene der oxidativen Stress-Antwort in der Gegenwart von Wasserstoffperoxid. ZtfA ist konserviert in Aspergillen, wie beispielhaft durch die Charakterisierung seines Gegenstücks in A. fumigatus gezeigt wird. AfZtfA ist Teil der Regulation der pilzlichen Adhäsion, jedoch entbehrlich für die Bildung von Konidiophoren. Zusammenfassend reguliert ZtfA in A. nidulans asexuelle Entwicklung, Sekundärmetabolit-Expression und die Antwort auf oxidativen Stress, nachgeschaltet zu dem Velvet-Faktor VosA. In A. fumigatus ist es wichtig für die Adhäsion.This sac-like structure represents a compartment within the fruit body, which produces sexual meiospores, called ascospores (Braus et al., 2002;Pöggeler et al., 2006) (FIGURE 1). The ascus is protected by the ascocarp (Greek: askos = sac, karpos = fruit), the visible fruit body.The ascocarp is called cleistothecium in A. nidulans, due to its closed form (Greek: kleistos = closed, theke = case) and is surrounded and nursed by multi-nucleated Hülle cells, which differentiate from hyphae forming nest-like structures around the developing cleistothecium (Latin: n...