杜克大学医学中心在《PLoS Biology》期刊上发表了关于两个紧密相关的真菌属—Cryptococcus和Kwoniella的基因组研究，通过对Cryptococcus和Kwoniella属进行了大规模的基因组分析，研究其染色体动态变化与病原性演化，揭示了Cryptococcus属真菌中可能与致病性相关的遗传变化，并在着丝粒丢失和染色体融合驱动相关真菌物种不同染色体类型的机制方面奠定基础。
期刊：PLoS Biology 发表时间：2024.06 样本类型:Cryptococcs和Kwoniella菌株 DOI: 10.1101/2023.12.27.573464
在全球范围内，真菌感染已成为一个日益严重的公共卫生问题。特别是Cryptococcus属的真菌，它们是导致人类严重感染的主要病原体之一。然而，这些真菌的致病性和染色体结构的变化之间的关系尚不完全清楚。本研究通过比较Cryptococcus及其近缘属Kwoniella的基因组，探索了两属间的染色体动态变化和致病机制的进化轨迹。研究的重点在于揭示这些真菌染色体结构的变化和基因内容的差异，以及这些变化如何与致病性相关联。
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对多种Cryptococcus和Kwoniella属真菌进行了染色体级别的基因组组装，共生成了22个物种的高质量基因组序列。Cryptococcus基因组较小（范围16.3-24.6 Mb，平均19.2 Mb），而Kwoniella属基因组较大（范围18.1-26.0 Mb，平均22.9 Mb）（图1）。
2.Cryptococcus和Kwoniella染色体演化差异及其机制分析
图2 Cryptococcus和Kwoniella属的染色体演化
3.致病性与非致病性Cryptococcus属的基因家族研究
本研究通过比较致病性和非致病性Cryptococcus及Kwoniella真菌的基因组，揭示了与病原性进化相关的基因家族动态变化。研究确认，所有致病性Cryptococcus缺失PRA1/ZRT1基因簇，这与锌吸收相关的基因簇在大多数非致病性种类中被保留，提示它在真菌病原进化中的潜在作用（图3）。此外，研究还发现了通过水平基因转移（HGT）获得的基因，如仅存在于致病性种类中的D-乳酸脱氢酶基因（图4），可能促进在宿主体内特定条件下的生长。这些发现强调了基因丢失和获得在真菌适应不同生态位和致病性转变中的作用。
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参考文献
