Trehalose is a non-reducing dissacharide of glucose involved in the metabolism of bacteria, plants, insects and fungi that is not present in mammals. In fungi, trehalose serves as source of energy for reproduction and development, and it can protect cells from environmental stress and nutrient limitations. It has also been linked with virulence in pathogenic yeasts. Trehalose biosynthesis in fungi involves a protein complex consisting of trehalose-6-phosphate synthase (Tps), trehalose-6-phosphate phosphatase (Tpp), and regulatory proteins. In the pathogenic mold Aspergillus fumigatus, we located four putative trehalose-6-phosphate synthases: tpsA, tpsB, tpsC, and tpsD. We found that trehalose accumulated during the developmental life cycle of A. fumigatus, throughout which both tpsA and tpsB were significantly expressed. In stress, trehalose accumulated only during heat shock, and this accumulation correlated with an increase in expression of tpsA. We therefore created strains of A. fumigatus in which tpsA, tpsB, or both were disrupted. Only the ΔtpsAB double mutant failed to accumulate trehalose under any conditions. The ΔtpsAB mutant was also delayed in germination at normal growth temperature, suggesting a developmental defect. With heat stress, most ΔtpsAB spores were found to be non-viable, and those that were viable were severely delayed in germination, growth and subsequent sporulation. No clear correlation could be made between ΔtpsAB and susceptibility to oxidative stress; however ΔtpsAB may have an abnormal cell wall. Further studies in mice are underway to determine if the ΔtpsAB mutant is impaired in virulence, potentially making the trehalose synthase complex a promising new target for antifungal therapy. / Le tréhalose est un disaccharide de glucose qui fait partie du métabolisme d’organismes comme les bactéries, les plantes, les insectes et les champignons, mais il est absent chez les mammifères. Chez les champignons, le tréhalose sert de source d’énergie pour la reproduction et la croissance, alors qu’il peut conférer une protection aux cellules en conditions de stress environnemental. En plus, l’accumulation de tréhalose a été liée à la virulence chez les levures pathogènes. Normalement, la biosynthèse de tréhalose est effectuée par un complexe de protéines comprenant une tréhalose-6-phosphate synthéase, une tréhalose-6-phosphate phosphatase et des protéines régulatrices. Chez la moisissure pathogène Aspergillus fumigatus, on a identifié quatre gènes potentiels de tréhalose-6-phosphate synthéases : tpsA, tpsB, tpsC et tpsD. Nous avons observé une accumulation de tréhalose pendant le cycle de vie de A. fumigatus et elle a été accompagnée par une expression considérable de tpsA et tpsB. Le tréhalose s’est accumulé suite à un choc thermique et cette accumulation correspondait à une expression accrue de tpsA. On a donc fait une disruption de tpsA, tpsB et de ces deux gènes chez A. fumigatus. Seulement le double mutant ΔtpsAB n’a pas accumulé de tréhalose. Ce mutant démontrait un délai de germination à température de croissance normale. Ce délai était plus marqué à température élevée à laquelle les spores de ΔtpsAB ont démontré un défaut grave de viabilité, de croissance et de sporulation subséquente. En plus, on a des preuves que ΔtpsAB a un défaut dans la paroi cellulaire. Des études sont en cours chez un modèle de souris pour déterminer si ΔtpsAB a un défaut de virulence, ce qui pourrait faire des tréhalose synthéases une nouvelle cible pour la thérapie antifongique.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.40760 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Al-Bader, Nadia |
| Contributors | Donald Sheppard (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Microbiology & Immunology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
Page generated in 0.0015 seconds