A criptococose é uma doença fúngica invasiva causada majoritariamente pelas espécies patogênicas Cryptococcus neoformans e Cryptococcus gattii. Estudos epidemiológicos recentes sugerem que a infecção causada por C. gattii desenvolve mais frequentemente criptococomas pulmonares, enquanto que C. neoformans estabelece principalmente quadros de meningoencefalite. Embora ocorra essa associação, o mecanismo de disseminação dessas espécies não está completamente elucidado, instigando a utilização de diferentes abordagens na caracterização da infecção. O desenvolvimento de microrganismos bioluminescentes tem permitido o monitoramento em tempo real da infecção em modelos animais. No presente trabalho, diferentes estratégias foram utilizadas para a construção de linhagens de C. neoformans e de C. gattii expressando o gene repórter luciferase Renilla, sem sucesso. Paralelamente, em uma segunda abordagem, bactérias bioluminescentes (BL) foram isoladas de amostras de água marinha coletadas nas adjacências da zona estuarina do rio Tramandaí, com o objetivo de selecionar o cassete lux (CDABE) para a utilização como gene repórter. Todos os isolados apresentaram luminescência a 28°C, mas, quando incubados a 37°C, somente o isolado BL6 permaneceu com uma atividade luminescente consideravelmente reduzida. Portanto as bactérias bioluminescentes pertencentes aos gêneros Vibrio, Photobacterium e Enterovibrio isoladas do rio Tramandaí não apresentaram níveis de emissão de luminescência adequados à temperatura fisiológica humana para a utilização do cassete lux como gene repórter para monitoramento de infecções in vivo. / Cryptococcosis is an invasive fungal disease caused mainly by pathogenic species Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gattii. Recent epidemiological studies have suggested that infection with C. gattii develops more frequently pulmonary cryptococcomas, while C. neoformans establishes mainly neurological damages. Although exists this association, the mechanism of dissemination of these species is not completely understood, instigating the use of different approaches for the characterization of the infections. Alternatively, the development of bioluminescent organisms has allowed the real-time monitoring of infection in animal models. In this study, different strategies were used to construct strains of C. neoformans and C. gattii expressing Renilla luciferase reporter gene without success. In a second approach, bioluminescent bacteria (BL) were isolated from seawater samples collected in the vicinity of the river Tramandaí estuarine zone, in order to select the lux cassette (CDABE) for use as a reporter gene. All isolates showed luminescence at 28°C, but when incubated at 37°C, only the isolate BL6 remained with a considerably reduced luminescent activity. Thus, bioluminescent bacteria belonging to the genera Vibrio, Photobacterium and Enterovibrio isolated from Tramandaí river estuary zone presented unsuitable luminescence emission levels at human physiological temperature, preventing the use of lux cassette as a reporter gene in experiments to monitoring cryptococcosis infection.

A criptococose é uma doença fúngica invasiva causada majoritariamente pelas espécies patogênicas Cryptococcus neoformans e Cryptococcus gattii. Estudos epidemiológicos recentes sugerem que a infecção causada por C. gattii desenvolve mais frequentemente criptococomas pulmonares, enquanto que C. neoformans estabelece principalmente quadros de meningoencefalite. Embora ocorra essa associação, o mecanismo de disseminação dessas espécies não está completamente elucidado, instigando a utilização de diferentes abordagens na caracterização da infecção. O desenvolvimento de microrganismos bioluminescentes tem permitido o monitoramento em tempo real da infecção em modelos animais. No presente trabalho, diferentes estratégias foram utilizadas para a construção de linhagens de C. neoformans e de C. gattii expressando o gene repórter luciferase Renilla, sem sucesso. Paralelamente, em uma segunda abordagem, bactérias bioluminescentes (BL) foram isoladas de amostras de água marinha coletadas nas adjacências da zona estuarina do rio Tramandaí, com o objetivo de selecionar o cassete lux (CDABE) para a utilização como gene repórter. Todos os isolados apresentaram luminescência a 28°C, mas, quando incubados a 37°C, somente o isolado BL6 permaneceu com uma atividade luminescente consideravelmente reduzida. Portanto as bactérias bioluminescentes pertencentes aos gêneros Vibrio, Photobacterium e Enterovibrio isoladas do rio Tramandaí não apresentaram níveis de emissão de luminescência adequados à temperatura fisiológica humana para a utilização do cassete lux como gene repórter para monitoramento de infecções in vivo. / Cryptococcosis is an invasive fungal disease caused mainly by pathogenic species Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gattii. Recent epidemiological studies have suggested that infection with C. gattii develops more frequently pulmonary cryptococcomas, while C. neoformans establishes mainly neurological damages. Although exists this association, the mechanism of dissemination of these species is not completely understood, instigating the use of different approaches for the characterization of the infections. Alternatively, the development of bioluminescent organisms has allowed the real-time monitoring of infection in animal models. In this study, different strategies were used to construct strains of C. neoformans and C. gattii expressing Renilla luciferase reporter gene without success. In a second approach, bioluminescent bacteria (BL) were isolated from seawater samples collected in the vicinity of the river Tramandaí estuarine zone, in order to select the lux cassette (CDABE) for use as a reporter gene. All isolates showed luminescence at 28°C, but when incubated at 37°C, only the isolate BL6 remained with a considerably reduced luminescent activity. Thus, bioluminescent bacteria belonging to the genera Vibrio, Photobacterium and Enterovibrio isolated from Tramandaí river estuary zone presented unsuitable luminescence emission levels at human physiological temperature, preventing the use of lux cassette as a reporter gene in experiments to monitoring cryptococcosis infection.

Cryptococcus neoformans e Cryptococcus gattii são leveduras encapsuladas e agentes etiológicos da criptococose. Estes microrganismos são patogénos intracelulares facultativos os quais interagem com macrófagos do hospedeiro durante o processo de infecção. C. neoformans é capaz de se replicar no interior de células fagocíticas utilizando uma estratégia única que envolve permeabilização do fagolisossoma e produção de polissacarídeos. No presente trabalho, a metodolologia da Análise da Diferença Representacional (RDA) foi aplicada para identificar genes diferencialmente expressos por C. neoformans e C. gattii durante o desenvolvimento intracelular em macrófagos peritoneais de ratos. C. neoformans internalizados por macrófagos expressaram genes relacionados ao tráfego vesicular, transporte de membrana, atividade de chaperona, regulação da meiose, metabolismo de monossacarídeo e resposta ao estresse. Em C. gattii, foram induzidos transcritos relacionados à respiração aeróbica, endocitose, tráfego vesicular, metabolismo de monossacarídeo e nitrogênio, sinalização celular e resposta ao estresse. Nossos resultados revelaram novos genes envolvidos no parasitismo intracelular de C. neoformans e C. gattii.

As leveduras basidiomicéticas Cryptococcus neoformans e Cryptococcus gattii são os agentes etiológicos da criptococose. A infecção se desenvolve via inalação e disseminação até o sistema nervoso central, causando lesões pulmonares e meningoencefalite, a principal causa de morte da criptococose. Estes fungos patogênicos causam aproximadamente um milhão de casos por ano, principalmente entre pacientes imunocomprometidos, resultando em aproximadamente 625.000 mortes. O tratamento da criptococose emprega altas doses dos fármacos anfotericina B e 5-flucitosina, seguido de longa monoterapia com fluconazol. Este tratamento é caracterizado pela nefrotoxicidade e hepatotoxicidade. Além destes efeitos tóxicos, o surgimento de linhagens resistentes a estes compostos leva à necessidade de novas estratégias terapêuticas, dentre as quais podem ser citadas moléculas obtidas de fontes vegetais. O composto natural plumieridina, extraído de Allamanda polyantha (uma planta nativa brasileira), possui atividade antifúngica. Com o objetivo de elucidar as bases moleculares desta atividade, uma biblioteca de mutantes de C. gattii obtida por transformação mediada por Agrobacterium tumefaciens foi triada utilizando distintas concentrações deste composto, tendo como referencial o valor de MIC para a linhagem selvagem de C. gattii. Foram encontrados dez mutantes sensíveis e um mutante resistente a plumieridina e os fatores de virulência clássicos foram avaliados. A identificação dos genes inativados pelo T-DNA revelou o possível envolvimento de algumas proteínas no mecanismo molecular de plumieridina, tais como lisofosfolipídeo aciltransferase, transportador de colina, protease rhomboide, transportador de arsenito ATPase, proteína BAG e subunidade N6 do complexo regulatório 26S proteasoma. Estas proteínas estão relacionadas com diferentes processos biológicos ligados a via de sinalização Unfolded Protein Response (UPR). Esses resultados indicam um complexo processo celular desencadeado por estresse de retículo endoplasmático, afetando indiretamente várias vias, o que sugere um novo mecanismo de ação para um fármaco antifúngico em potencial. / The basidiomycete yeasts Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gattii are the etiologic agents of cryptococcosis. The infection proceeds via inhalation and dissemination of yeast cells to the central nervous system, causing lung injury and meningoencephalitis, which is the major cause of death on cryptococcosis. These fungal pathogens cause one million cases per year among immunocompromised patients mainly, resulting in nearly 625,000 deaths. The treatment of cryptococcosis uses high doses of amphotericin B and 5-flucytoseine, followed by long fluconazole monotherapy. This regime is characterized by nephrotoxicity and hepatotoxicity. In addition to these toxic effects, the emergence of strains resistant to these compounds leads to the need of new therapeutic strategies, among which molecules obtained from plant sources. The natural compound plumieridine, extract from Allamanda polyantha (a Brazillian native plant), has antifungal activity. In order to elucidate the molecular basis of plumieridine antifungal activity, a C. gattii mutant library obtained by Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation was screened using distinct plumieridine concentrations based on MIC value for C. gattii wild type. One resistant and ten susceptible mutants were found and the classical virulence factors were evaluated. The genome-wide screening revealed the possible involvement of some proteins in molecular mechanisms of plumieridine, such as lysophospholipid acyltransferase, choline transporter, rhomboid protease, arsenite transporting ATPase, BAG Protein and 26S proteasome regulatory subunit N6. These proteins are related with different biological process linked to Unfolded Protein Response (UPR) signaling pathway. This result suggests a complex cell process triggered by endoplasmic reticulum stress with many pathways indirectly affected by plumieridine, displaying a novel mechanism of action in a potential antifungal agent.

Cryptococcus neoformans é um patógeno humano oportunista e uma das principais causas de infecções fúngicas relacionadas à óbitos, especialmente em pacientes imunocomprometidos. O processo de infecção inicia-se com a colonização do tecido pulmonar, e posteriormente a levedura se dissemina pela via hematogênica até alcançar o sistema nervoso central (SNC), provocando meningite. A fim de transmigrar e alcançar o SNC, as células fúngicas devem atravessar a barreira hematoencefálica (BHE). O estabelecimento adequado da doença é dependente de diferentes fatores de virulência como a cápsula polissacarídica, a capacidade de se desenvolver a 37 ºC, e outros fatores diretamente relacionados à transmigração como urease, fosfolipase B1 e ácido hialurônico sintase que são descritas como componentes essenciais para a habilidade de atravessar a BHE. O cálcio (Ca2+) é um segundo mensageiro celular que atua na via de sinalização da calcineurina. Essa via em C. neoformans é necessária e responsável pela virulência e adaptação no hospedeiro. Além disso, a regulação dos níveis intracelulares de Ca2+ é mediada pela ação de transportadores de cálcio como Pmc1 e Vcx1, os quais são foco de nossos estudos. Apesar de grandes avanços no entendimento dos mecanismos moleculares de infecção de C. neoformans, as opções terapêuticas ainda são escassas, por isso a elucidação de fatores que regulam a transmigração e a descoberta de novos alvos para fármacos é importante. Nesta dissertação foi demonstrado que os mutantes nulos para o transportador de cálcio Pmc1 (pmc1) e o duplo mutante pmc1vcx1 são avirulentos em um modelo murino de infecção sistêmica e incapazes de acessar o SNC. Além disto, a deleção do gene PMC1 causa alterações no perfil de expressão gênica da levedura, principalmente nas vias envolvidas com a transmigração e homeostase de Ca2+. Genes relacionados com a atividade de urease, e envolvidos com o mecanismo paracelular de transmigração tiveram alterações no seu perfil de expressão. Considerando os dados obtidos, é comprovada a participação do transportador Pmc1 no processo de transmigração através da BHE e para o estabelecimento adequado da doença criptococose. / Cryptococcus neoformans an opportunistic human pathogen, is the main cause of fungal infections related to death, especially in immunocompromised patients. The infection starts with the colonization of the lung tissue, thereafter the yeast disseminates hematogenously to reach the central nervous system (CNS), causing meningoencephalitis. In order to transmigrate to CNS the fungal cells must cross the blood brain barrier (BBB). For infection establishment, C. neoformans relies on virulence factors, such as polysaccharide capsule, the ability to grow at 37 ºC, and some factors directly related to transmigration. Enzymes as urease, phospholipase B and hyaluronic acid synthase are known as essential components to cross the BBB. The calcium (Ca2+) is a cellular second messenger that participates on calcineurin signaling pathway. This pathway in C. neoformans is crucial and responsible for virulence and host adaptation. Moreover, the regulation of Ca2+ intracellular levels is coordinated by Ca2+ transporters such as Pmc1 and Vcx1, which are the main foccus of our studies. Despite of many advances in understanding the molecular mechanisms of C. neoformans infection the available repertoire of antifungal drugs is still poor, therefore it is necessary to comprise the factors that regulate dissemination to CNS, and also unveil new targets for antifungal therapy. In the present study it was demonstrated through a murine model of systemic infection that the null mutants pmc1 and pmc1vcx1 are avirulent and unable to access the SNC. Besides, the disruption of PMC1 gene leads to alterations on the gene expression profile, mainly in pathways involved with transmigration and calcium homeostasis. Genes related to urease activity, and connected to paracellular mechanism of transmigration had alterations on their expression profile. Taken togheter the result shows the requirement of Pmc1 transporter to transmigration events through BBB and for proper cryptococcosis establishment.

Processos celulares, incluindo crescimento celular, transporte de organelas, endocitose, exocitose e citocinese requerem um citoesqueleto intacto. A tropomiosina (Tpm1) é uma proteína dimérica de citoesqueleto altamente conservada, que forma polímeros que se associam aos filamentos de F-actina em células musculares e não musculares. Essa ligação estabiliza os filamentos de actina evitando a despolimerização por outros fatores. Assim, a tropomiosina desempenha um papel fundamental na integridade celular e também permite que processos como secreção, localização e função de muitas proteínas sejam exercidas, de acordo com a demanda celular exigida em diferentes situações. Em leveduras, Tpm1 participa da manutenção destes processos, assim como na integridade celular e morfologia da célula. Neste estudo, uma análise do gene que codifica para tropomiosina e a funcionalidade do produto codificado por ele foi realizada para a levedura Cryptococcus gattii. Foi realizada a construção de uma linhagem mutante de tropomiosina, que revelou que Tpm1 está envolvida na formação da cápsula polissacarídica, morfologia e virulência do fungo. Mutação no gene de Tpm1 leva a alterações no citoesqueleto celular, crescimento e morfologia, e, defeitos de citocinese. Estes resultados indicam um papel crucial para Tpm1 na formação de cápsula polissacarídica, morfologia e virulência de C. gattii. / Cellular processes including cell growth, organelle transport, endocytosis, exocytosis and cytokinesis require an intact cytoskeleton. Tropomyosin (Tpm1) is a dimeric protein of the highly conserved cytoskeleton forming polymers which are associated with the F-actin filaments in muscle and non-muscle cells. This binding stabilizes actin filaments preventing depolymerization by other factors. Thus, tropomyosin plays a key role in cellular integrity and also allows processes such as secretion, localization and function of many proteins to be performed according to the required cellular demand in different situations. In yeasts, Tpm1 participates in the integrity of these processes, cell integrity and cell morphology. Tropomyosin also plays an important role in the secretion, localization, and function of many proteins, in fungi. In this study we performed a construction of a Cryptococcus gattii tropomyosin mutant strain, which revealed that disruption of C. gattii tropomyosin gene leads to changes in cytoeskeleton, abnormal growth and morphology, defective cell separation, assembly of the polysaccharide capsule and virulence. Taken together, these results indicate a central role for Tpm1 in the assembly of the polysaccharide capsule, morphology and virulence of C. gattii.

O fungo patogênico Cryptococcus gattii é um dos agentes etiológicos da criptococcose, uma doença fatal que envolve a formação de criptococomas nos pulmões e cérebro em hospedeiros imunocompetentes. O monitoramento da patogênese de C. gattii e sua colonização nos diferentes órgãos em modelos animais geralmente são analisados pelo método laborioso e impreciso de contagem das unidades formadoras de colônias (UFC). Neste trabalho foi desenvolvido um modelo prático de monitoramento da infecção e da eficácia de tratamentos antifúngicos, através da construção de uma linhagem de C. gattii expressando constitutivamente o gene repórter mCherry e da avaliação por imagem baseada em fluorescência. Após a infecção intranasal de camundongos e do tratamento com anfotericina B (AMB) ou fluconazol (FLC) durante 4 a 7 dias, pulmões, rins, baço e o cérebro foram removidos e examinados em IVIS Lumina, e a infecção foi monitorada pelo método tradicional de contagem de UFC. As análises por imagem demonstraram a predileção de C. gattii pelo trato respiratório, com presença reduzida no sistema nervoso central. Estas observações foram consistentes com as obtidas pela determinação de UFC. As análises por imagem e a determinação por UFC corroboraram os resultados relativos aos efeitos do tratamento com FLC. Entretanto, os dados foram significativamente diferentes quando AMB foi utilizada. Os resultados obtidos sugerem esta técnica como um potencial método para a investigação da dinâmica da infecção e da sua resposta a tratamentos terapêuticos. / The pathogenic fungus Cryptococcus gattii is one of the etiological agents of human cryptococcosis, which may evolve to the formation of cryptococcomas in the lungs and brain of immunocompetent hosts. Monitoring the progression of pathogenesis and organ colonization in animal models is important in the study of infectious microorganisms. However, this monitoring usually involves laborious and imprecise methods, such as colony forming unit (CFU) determination. Here, we propose the use of a practical model to monitor C. gattii infections in mice and to evaluate antifungal treatment. Our approach involved the infection of mice with a C. gattii strain that constitutively expresses the mCherry reporter gene, followed by fluorescence-based imaging analysis of the colonized organs. Mice were infected intranasally with the fluorescent C. gattii strain and treated with amphotericin B (AMB) or fluconazole (FLC) for 4 or 7 days. The lungs, kidney, spleen, and brain were excised and examined in an IVIS Lumina instrument to determine fluorescence intensity and for CFU determination. Imaging analyses showed that C. gattii primarily colonizes the respiratory tract, with reduced dissemination to the central nervous system. This observation was consistent with the results of CFU determination. The evaluation of the effects of fluconazole treatment in infected mice revealed that both imaging and CFU methods produced similar results. However, the results of the two methods were considerably different when the effects of AMB were evaluated. Our results support the use of imaging-based techniques to monitor infections caused by C. gattii in mice, as well as the response of animal hosts to treatment with antifungals.

O complexo Cryptococcus possui 37 espécies descritas, das quais se destacam C. neoformans e C. gattii devido a sua capacidade de causar doença tanto em humanos como animais. A fim de se prevenir de organismos patogênicos, o hospedeiro pode reduzir a disponibilidade de nutrientes em um processo conhecido como imunidade nutricional. Além disso, é bem descrito o papel central de metais essenciais em relação à expressão dos fatores de virulência nas espécies patogênicas do gênero Cryptococcus. MicroRNAs (miRNAs) são importantes mediadores da expressão gênica em resposta a estresses, incluindo privação de metais ou toxicidade causada pelos mesmos. Entretanto, pouco é conhecido sobre expressão de miRNAs ou miRNAs-like em C. gattii. Portanto, o objetivo desde trabalho foi determinar o perfil miRNAs ou miRNAs-like produzidos por C. gattii durante privação de ferro e privação de zinco. Células de C. gattii R265 foram cultivadas em três condições: privação de zinco, privação de ferro e condição controle. As sequências dos pequenos RNAs foram obtidas por RNA-Seq. A fim de identificar miRNAs em C. gattii, as sequências não redundantes foram alinhadas às sequências dos genomas das linhagens de C. gattii R265 e WM276. Foi realizada a predição de miRNAs ou microRNA-like com ferramentas de bioinformática que resultou em 31 possíveis miRNAs na linhagem R265 e 26 na linhagem WM276, respectivamente. Análises in silico da expressão diferencial dos miRNAs mostraram que a maioria está presente nas três condições, ao passo que apenas dois estão presentes apenas nas condições de privação de metais. Desta forma, estes miRNAs-like podem estar exercendo algum papel importante na homeostase de metais em resposta a condições que mimetizam o ambiente de infecção. Visto que a linhagem R265 de C. gattii não possui um gene codificador da proteína Argonauta, a qual desempenha um papel central na via de RNA de interferência (RNAi), esta via possivelmente não seria responsável pelo silenciamento de outros genes. Levanta-se a hipótese que estes miRNAs-like poderiam ser exportados da célula e, então, modular a expressão gênica no hospedeiro. Esta análise foi iniciada pela avaliação de possíveis alvos expressos pelos genomas de camundongo e humano. Alguns destes alvos mostraram relação com a resposta imune nos hospedeiros. Esta identificação deve esclarecer o papel desenvolvido por miRNAs na regulação da expressão gênica na interação patógeno-hospedeiro. / The Cryptococcus complex has 37 species described, from which C. neoformans and C. gattii stand out for their ability to cause disease in humans and animals. To prevent infection with pathogenic microorganisms, host may reduce the availability of nutrients in a process known as nutritional immunity. Furthermore, it is well described that essential metals have central roles related to the regulation of expression of virulence factors in pathogenic Cryptococcus species. MicroRNAs (miRNAs) are important mediators of gene expression in response to several stresses, including metal deprivation or toxicity. However, little is known about microRNAs or miRNAs-like expression in C. gattii. Therefore, the aim of this work was to profile miRNAs produced by C. gattii during iron and zinc deprivation. C. gattii R265 cells were incubated in three conditions: zinc deprivation, iron deprivation and control condition. The sequences of small RNAs were obtained by RNA-Seq. To identify miRNAs or miRNAs-like in C. gattii, non-redundant reads were aligned to sequences of C. gattii R265 and WM276 strains genomes. MiRNAs prediction was and resulted in 31 possible miRNAs in R265 strain and 26 in WM276 strain, respectively. In silico analysis of miRNAs differential expression showed that the majority of them are present in the three conditions, while two are present only in metal deprivation. Thereby, these miRNAs-like may be exerting some important role at metal homeostasis in response to infection environment mimicry conditions. As the C. gattii R265 strain does not have an Argonaut encoding gene, the protein that plays a central role in the RNA interference (RNAi) pathway, we assumed that probably this pathway would not be responsible for silencing of others genes. We hypothesized that these miRNAs-like could be exported and modulate the gene expression in host cells. This analysis was initialized by evaluating the potential targets expressed by human and mouse genome. Some of these targets were related to immune response in the host. This identification should clarify the role played by miRNAs in the regulation of gene expression in the host-pathogen interaction.

Os micronutrientes ferro e cobre possuem uma ampla distribuição na natureza e são utilizados por quase todos os organismos vivos. Em se tratando de patógenos, os mecanismos utilizados para a manutenção da homeostase desses metais possuem ligação com a expressão dos fatores de virulência e, por consequencia, auxiliam no estabelecimento do patógeno no hospedeiro e início da doença. Cryptococcus gattii é uma levedura encapsulada, que causa criptococose em indivíduos imunocompetentes e em animais. Essa espécie é responsável por um surto de criptococose nas ilhas Vancouver, Canadá, com altos índices de mortalidade e morbilidade registrados do ano de 1999 até o presente. Neste contexto, o presente trabalho teve por objetivo o esclarecimento dos papéis envolvendo a homeostase de ferro e cobre no patógeno C. gattii. Para isto, foi realizada uma análise proteômica global e comparativa em células de C. gattii cultivadas sob presença/limitação de ferro e/ou cobre. Essa análise foi feita utilizando a metolodogia de identificação multidimensional de proteínas (MudPIT), associada ou não com géis bidimensionais (2D-GE). Nossos resultados demonstraram que o fungo C. gattii sofre alterações metabólicas, principalmente envolvendo funções mitocondriais, na ausência dos micronutrientes ferro ou cobre. As análises também mostraram que o fungo responde a privação desses micronutrientes por um aumento na atividade de proteases, o que poderia vir a ser uma regulação pós-traducional utilizada por esse patógeno para manter a homeostase desses metais. Adicionalmente, funções específicas desempenhadas pelo fungo na ausência de ferro ou cobre também foram identificadas. / Iron and copper have a ubiquitous distribution in living organisms; the competition for such between the host and pathogen is related with disease establishment. Cryptococcus gattii is an encapsulated yeast that causes cryptococcosis in immunocompetent individuals and animals. This pathogen is responsible for an ongoing outbreak in Vancouver Island, Canada, which has substancial mortality and morbidity rates. In this context, the aim of this work was to clarify the mechanisms involved in the maintenance of iron and copper homeostasis in C. gattii. To accomplish that, a global and comparative proteomic analyses were performed in C. gattii cells grown in replete/depleted iron and/or copper conditions. For these analysis was used the multidimensional protein identification technology (MudPIT) associated, or not, with twodimensional gels (2D-GE). Our results demonstrated metabolic alterations in response to iron and copper deprivation in C. gattii, mainly associated with mitochondrial functions. The results also showed a high protease activity in cells of C. gattii grown in iron and copper deprivation in comparison with control. This might be a posttranslational regulation developed by C. gattii to maintain metal homeostasis. In addition, specific functions related to iron and to copper control were identified.

Inteins are autocatalytic protein domains that splice out of the nascent polypeptide shortly after translation, requiring no co-factors to facilitate splicing. There is an intein coding sequence within the Prp8 gene of Cryptococcus neoformans, a human pathogen that causes cryptococcosis in immunocompromised people. The intein, Cne PRP8, is a drug target as Prp8 is a central component of the spliceosome and thus believed to be essential to the fungus. Improved knowledge of the intein and its requirements for splicing can contribute to design of a screening system and the search for an inhibitor of intein splicing. Purification of Cne PRP8 for crystallisation was performed using either an N- or a C-terminal His�Tag�, where the N-terminal His�Tag� was removed by 3C protease prior to crystallisation trials. C-terminally His�Tagged� Cne PRP8 formed the largest crystals. The crystals were triangular plates with stepped faces. A 2.8 Å data set was collected with an R[merge] of 0.151 and a mosaicity of 2.1�. A smaller crystal gave a 3.6 Å data set with an R[merge] of 0.085 and a mosaicity of 1.5�. Molecular replacement was not sufficient to solve the structure, likely because the data were weak and the molecules in the asymmetric unit too numerous. Purified Cne PRP8 was additionally shown by circular dichroism to lack regular secondary structure, suggesting that regions of Cne PRP8 could be natively unstructured. Cne PRP8 was expressed as a fusion protein between Haemophilus influenzae trigger factor (HiTF) and a chitin binding domain (CBD). Antibodies to the different parts of the fusion protein facilitated the observation of splicing ability by western blotting. From this it was determined that Cne PRP8 is capable of splicing in a foreign protein context. Context is important, with maximum splicing occurring when Cne PRP8 has two native N-terminal extein residues and one native C-terminal extein residue. The first residue and the last two residues of Cne PRP8 are essential for splicing; additionally the conserved threonine (T62) and histidine (H65) were shown to be catalytically important. Also required for splicing are arginine 154, tyrosine 162, and aspartate 166. Leucine 161 undergoes ~50% splicing when mutated to alanine, and tryptophan 151 undergoes limited C-terminal cleavage, but no splicing, when mutated to alanine. Tryptophan 151 was identified as a potentially crucial residue, which may function to prevent C-terminal cleavage before the N-terminal rearrangements have taken place. Overall it appears that Cne PRP8 residues that are more diverged from the general intein consensus are less essential for splicing. Wild type Cne PRP8 is insensitive to zinc inhibition in vivo. It is also unresponsive to cadmium, calcium, cobalt, lithium, magnesium, manganese and nickel. However, a partially splicing-deficient mutant exhibited further inhibition in response to zinc and cadmium. This mutant also showed a limited increase in splicing efficiency in response to temperatures lower than 37�C. This study has identified critical residues, in addition to those at the splice junctions necessary for catalysis, which participate in splicing intermediates.