Der parasexuelle Zyklus in Candida albicans bietet einen alternativen Weg zur Meiose für die Bildung rekombinanter Stämme

Candida albicans hat ein ausgeklügeltes, aber effektives Fortpflanzungssystem, das die Konjugation zwischen diploiden a- und alpha-Stämmen fördert. Das Ergebnis der Fortpflanzung ist eine tetraploide a/alpha-Zelle, die eine reduktionale Teilung durchlaufen muss, um in den diploiden Zustand zurückzukehren. Trotz des Vorhandenseins mehrerer „meiose-spezifischer“ Gene im Genom von C. albicans wurde ein meiotisches Programm nicht beobachtet. Stattdessen können tetraploide Fortpflanzungsprodukte angeregt werden, einen effizienten, zufälligen Chromosomenverlust zu durchlaufen, wodurch oft Stämme entstehen, die diploid oder nahe diploid in der Ploidie sind. Mit SNP- und vergleichenden Genom-Hybridisierungs-Array haben wir die Genotypen der Produkte aus dem parasexuellen Zyklus von C. albicans analysiert. Wir zeigen, dass der parasexuelle Zyklus Nachkommensstämme mit gemischten Kombinationen der acht Chromosomen von C. albicans erzeugt. Darüber hinaus hatten mehrere Isolate umfangreiche genetische Rekombinationen zwischen homologen Chromosomen durchlaufen, einschließlich mehrerer Gene-Konversionsereignisse. Nachkommensstämme wiesen veränderte Kolonie-Morphologien auf Labor-Medien auf, was zeigt, dass der parasexuelle Zyklus phänotypische Varianten von C. albicans erzeugt. Bei mehreren Pilzen, einschließlich Saccharomyces cerevisiae und Schizosaccharomyces pombe, ist das konservierte Spo11-Protein für die meiotische Rekombination von zentraler Bedeutung, da es für die Bildung von DNA-Doppelstrangbrüchen erforderlich ist. Wir zeigen, dass die Deletion von SPO11 die genetische Rekombination zwischen homologen Chromosomen während des parasexuellen Zyklus von C. albicans verhinderte. Diese Ergebnisse legen nahe, dass mindestens ein meiosespezifisches Gen umprogrammiert wurde, um die genetische Rekombination während des alternativen parasexuellen Lebenszyklus von C. albicans zu vermitteln. Wir erörtern im Lichte der langen Assoziation von C. albicans mit warmblütigen Tieren die potenziellen Vorteile eines parasexuellen Zyklus gegenüber einem konventionellen sexuellen Zyklus.