Comparative and functional genomics provide insights into the pathogenicity of dermatophytic fungi

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Anke Burmester - , Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut, Friedrich-Schiller-Universität Jena (Autor:in)
  • Ekaterina Shelest - , Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Autor:in)
  • Gernot Glöckner - , Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (Autor:in)
  • Christoph Heddergott - , Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut, Friedrich-Schiller-Universität Jena (Autor:in)
  • Susann Schindler - , Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut, Friedrich-Schiller-Universität Jena (Autor:in)
  • Peter Staib - , Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Autor:in)
  • Andrew Heidel - , Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (Autor:in)
  • Marius Felder - , Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (Autor:in)
  • Andreas Petzold - , Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (Autor:in)
  • Karol Szafranski - , Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (Autor:in)
  • Marc Feuermann - , Swiss Institute of Bioinformatics (SIB) (Autor:in)
  • Ivo Pedruzzi - , Swiss Institute of Bioinformatics (SIB) (Autor:in)
  • Steffen Priebe - , Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Autor:in)
  • Marco Groth - , Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (Autor:in)
  • Robert Winkler - , Friedrich-Schiller-Universität Jena, Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Autor:in)
  • Wenjun Li - , Duke University (Autor:in)
  • Olaf Kniemeyer - , Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Autor:in)
  • Volker Schroeckh - , Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Autor:in)
  • Christian Hertweck - , Friedrich-Schiller-Universität Jena, Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Autor:in)
  • Bernhard Hube - , Friedrich-Schiller-Universität Jena, Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Autor:in)
  • Theodore C. White - , University of Washington (Autor:in)
  • Matthias Platzer - , Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (Autor:in)
  • Reinhard Guthke - , Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Autor:in)
  • Joseph Heitman - , Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Autor:in)
  • Johannes Wöstemeyer - , Friedrich-Schiller-Universität Jena (Autor:in)
  • Peter F. Zipfel - , Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut, Friedrich-Schiller-Universität Jena (Autor:in)
  • Michel Monod - , Université de Lausanne (Autor:in)
  • Axel A. Brakhage - , Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut, Friedrich-Schiller-Universität Jena (Autor:in)

Abstract

Background: Millions of humans and animals suffer from superficial infections caused by a group of highly specialized filamentous fungi, the dermatophytes, which exclusively infect keratinized host structures. To provide broad insights into the molecular basis of the pathogenicity-associated traits, we report the first genome sequences of two closely phylogenetically related dermatophytes, Arthroderma benhamiae and Trichophyton verrucosum, both of which induce highly inflammatory infections in humans.Results: 97% of the 22.5 megabase genome sequences of A. benhamiae and T. verrucosum are unambiguously alignable and collinear. To unravel dermatophyte-specific virulence-associated traits, we compared sets of potentially pathogenicity-associated proteins, such as secreted proteases and enzymes involved in secondary metabolite production, with those of closely related onygenales (Coccidioides species) and the mould Aspergillus fumigatus. The comparisons revealed expansion of several gene families in dermatophytes and disclosed the peculiarities of the dermatophyte secondary metabolite gene sets. Secretion of proteases and other hydrolytic enzymes by A. benhamiae was proven experimentally by a global secretome analysis during keratin degradation. Molecular insights into the interaction of A. benhamiae with human keratinocytes were obtained for the first time by global transcriptome profiling. Given that A. benhamiae is able to undergo mating, a detailed comparison of the genomes further unraveled the genetic basis of sexual reproduction in this species.Conclusions: Our results enlighten the genetic basis of fundamental and putatively virulence-related traits of dermatophytes, advancing future research on these medically important pathogens.

Details

OriginalspracheEnglisch
AufsatznummerR7
FachzeitschriftGenome Biology
Jahrgang12
Ausgabenummer1
PublikationsstatusVeröffentlicht - 19 Jan. 2011
Peer-Review-StatusJa
Extern publiziertJa

Externe IDs

PubMed 21247460
ORCID /0000-0001-9599-8632/work/205331448