Análise de fatores genéticos que determinam as diferentes morfologias de mutantes no sistema metionina em Aspergillus (=Emericella) nidulans

Abstract

Aspergillus nidulans é um ascomiceto filamentoso, considerado modelo de estudo para diversas áreas da Genética. Na mutagênese, o sistema metionina, foi o mais utilizado durante duas décadas. A reversão de auxotrofia para prototrofia ocorre por supressão gênica, resultando em quatro diferentes morfologias. O objetivo do presente trabalho foi analisar os mecanismos genéticos responsáveis pela possível relação entre a supressão da auxotrofia para metionina no sistema methG (reversão) e a determinação das morfologias das colônias revertentes. Foram obtidos revertentes dos quatro morfotipo a partir da linhagem biA1methG1. Foram analisados o desenvolvimento vegetativo das colônias e a esporulação em meio de cultura sem metionina para estabelecer a estabilidade de cada morfologia durante 5 dias em 10 gerações. Foi observada a resposta a diferentes concentrações de metionina e de cisteína que são os aminoácidos envolvidos nesta supressão. Os revertentes foram cruzados dois a dois para análise de complementação em heterocários. Os mapeamentos mitótico e meiótico foram feitos por meio de cruzamentos do tipo B com a linhagem MSE. Nenhum dos morfotipos mostrou-se estável, convertendo-se em outro morfotipo a partir de algumas gerações. A resposta a diferentes concentrações de metionina provocou uma mudança gradativa no fenótipo, indicando que as morfologias eram devidas a diferentes níveis de produção de metionina. Corroborando esta hipótese, a linhagem biA1methG1 quando cultivada em diferentes concentrações de metionina, apresentou os morfotipos na ordem D-B-C-A de forma progressiva, de acordo com o aumento da concentração desse aminoácido. A cisteína mostrou-se inibitória para cada morfotipo, indicando que esse aminoácido dificulta a síntese de metionina do revertente. O mapeamento mitótico localizou o gene supressor no cromossomo V e o mapeamento meiótico caracterizou-o como sendo o gene cys C. A conclusão do presente trabalho é que ocorrem mutações no gene cys C resultando no bloqueio da síntese de cisteína na via biossintética usual, liberando a atividade da enzima responsável pela via alternativa. Pequenas diferenças no bloqueio, devido a diferentes mutações no mesmo gene, levam a diferentes níveis de síntese de metionina e consequente variações nos fenótipos

Aspergillus nidulans is a filamentous ascomycete used as a model in several areas of Genetics. The methionine system has been used for decades in mutagenesis. Reversion of auxotrophy to prototrophy occurs by suppression, with four different morphologies. Current paper analyzes the genetic factors involved in the determination of these morphotypes. Revertants of the four morphotypes were obtained from biA1methG1 strain. The vegetative development of colonies and the sporulation in culture medium without methionine were analyzed to establish the stability of each morphology, during five days, within ten generations. Response to different concentrations of methionine and cysteine was reported. Revertants were crossed two by two for the analysis of complementation in heterokaryons. Mitotic and meiotic mapping was undertaken by crossings between type B and MSE strain. No morphotype was stable and it transformed itself into another type as from some generations. Response to different methionine concentrations caused a gradual change in the phenotype and indicated that morphologies were due to different levels of methionine production. When biA1methG1 strain was cultured in different methionine concentrations, it provided a morphotype according to increasing concentration in the order D-B-C-A, corroborating the above-mentioned hypothesis. Cysteine had an inhibitory effect for each morphotype and revealed that cysteine made difficult the revertant's methionine system. Mitotic mapping pinpointed the suppressor gene on chromosome V and meiotic mapping was characterized as gene cys C. Results showed that mutations occurred in gene cys C with the blockage of cysteine synthesis within the usual biosynthetic pathway, releasing enzyme activity through an alternative pathway. Owing to different mutations in the same gene, small differences in the blockage caused different synthesis levels of methionine and consequent phenotype variations