Antagonistic regulation by global transcription factors Tup1p, and Cyc8p of Flo11 and Flo11 -dependent phenotypes in wild yeast

Abstract

Biofilmy jsou běžným způsobem růstu kvasinek, při kterém buňky adherují jak k sobě navzájem tak i k abiotickým povrchům za vzniku složitých mnohobuněčných struktur. Společné soužití v biofilmech poskytuje buňkám několik výhod ve srovnání s planktonními kulturami. Mezi ně patří nepochybně ochrana a odolnost vůči antimikrobiálním látkám, stresovým faktorům prostředí nebo imunitnímu napadení hostitele. Biofilmy se nacházejí v mnoha prostředích a hrají důležité role v komerčních průmyslových odvětvích. Mohou však být také extrémně nebezpečné v klinickém prostředí. Existuje tedy velký zájem o studium biofilmů a o to, jak je eliminovat. V této studii jsme použili biofilm divokého kmene kvasinky Saccharomyces cerevisiae jako ideální systém pro zkoumání potenciálních funkcí komplexu transkripčních korepresorů Cyc8-Tup1 při regulaci buněčné adheze a tvorby biofilmu na agarovém médiu a na rozhraní pevné látky a kapaliny. Neočekávaně jsme zjistili, že Cyc8p a Tup1p antagonisticky řídí tvorbu strukturovaných biofilmových kolonií na pevných médiích prostřednictvím modulace expresí genu FLO11. Samotný Cyc8p působí jako klíčový represor FLO11, zatímco Tup1p podporuje tvorbu biofilmových kolonií a indukuje expresi FLO11 inhibicí represivní funkce Cyc8p a zároveň zabraňuje degradaci Flo11p možnou inhibicí...

Biofilms are a common mode of yeast growth in which cells adhere to each other and adhere to biotic and abiotic surfaces to form complex multicellular structures. Living together in biofilms provides cells with several benefits, compared to planktonic cells such as protection and resistance to antimicrobials, environmental stresses and host immune attacks. Biofilms may play many important roles in commercial industries. But they are considered to be extremely dangerous in clinical settings. There is thus great interest in studying biofilms and how to eliminate them. In this study, we used wild yeast Saccharomyces cerevisiae colony biofilm as an ideal system to investigate potential functions of the yeast Cyc8p-Tup1p transcriptional corepressor complex in the regulation of yeast adhesion and biofilm formation on agar and at solid-liquid interfaces. Unexpectedly, we found that Cyc8p and Tup1p antagonistically control FLO11 expression and the formation of structured biofilm colonies on agar. Cyc8p itself acts as a key repressor of FLO11 and biofilm colony formation, whereas Tup1p promotes the formation of biofilm colonies and induces FLO11 expression by inhibiting the repressive function of Cyc8p and preventing Flo11p degradation possibly by inhibiting an extracellular protease. Other typical features...