Polygenic molecular architecture underlying non-sexual cell aggregation in budding yeast.
Polygenic molecular architecture underlying non-sexual cell aggregation in budding yeast.
复制标题
出芽酵母中非性细胞聚集的多基因分子结构
DOI：
10.1093/dnares/dss033
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发表时间：
2013-02
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Luo Z
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li J;Wang L;Wu X;Fang O;Wang L;Lu C;Yang S;Hu X;Luo Z
单细胞生物中的细胞聚集，由细胞非性粘附产生絮凝物和生物膜，或信息素驱动的有性接合诱导，在细胞应激反应、医学和酿造工业中具有重要意义。目前大多数文献都集中在一种称为絮凝的细胞聚集形式及其主要分子决定因素——絮凝 (FLO) 家族基因。在这里，我们实施了一种基于图谱的方法来剖析酿酒酵母中非有性细胞聚集的分子基础。全基因组作图已经确定了细胞聚集表型自然变异的四个主要数量性状基因座（QTL）。敲除和等位基因替换实验之后的高分辨率作图将 QTL 解析为基础基因（AMN1、RGA1、FLO1 和 FLO8），甚至解析为致病核苷酸。 QTL 基因的遗传变异可以解释该性状高达 46% 的表型变异。在这些基因中，与FLO家族成员不同，AMN1在通过诱导细胞分离缺陷来调节细胞聚集表型的表达方面发挥着主导作用。这些发现为芽殖酵母中细胞聚集如何调节的分子机制提供了新的见解，并且这些数据将直接涉及了解其他真菌物种中细胞聚集的分子基础和进化意义。
Cell aggregation in unicellular organisms, induced by either cell non-sexual adhesion to yield flocs and biofilm, or pheromone-driving sexual conjugation is of great significance in cellular stress response, medicine, and brewing industries. Most current literatures have focused on one form of cell aggregation termed flocculation and its major molecular determinants, the flocculation (FLO) family genes. Here, we implemented a map-based approach for dissecting the molecular basis of non-sexual cell aggregation in Saccharomyces cerevisiae. Genome-wide mapping has identified four major quantitative trait loci (QTL) underlying nature variation in the cell aggregation phenotype. High-resolution mapping following up with knockout and allele replacement experiments resolved the QTL into the underlying genes (AMN1, RGA1, FLO1, and FLO8) or even into the causative nucleotide. Genetic variation in the QTL genes can explain up to 46% of phenotypic variation of this trait. Of these genes, AMN1 plays the leading role, differing from the FLO family members, in regulating expression of cell clumping phenotype through inducing cell segregation defect. These findings provide novel insights into the molecular mechanism of how cell aggregation is regulated in budding yeast, and the data will be directly implicated to understand the molecular basis and evolutionary implications of cell aggregation in other fungus species.
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