人类真菌病原体的染色体水平基因组组装揭示了地理上不同物种之间的共线性

组织胞浆菌属是一种二型真菌，在世界范围内引起严重的发病率和死亡率。这些真菌在土壤中以霉菌的形式生长，在人类宿主体内以芽殖酵母的形式生长。组织胞浆菌可以从不同地区的土壤中分离出来，包括北方。。。

摘要

荚膜组织胞浆菌是一种二型真菌病原体，是免疫活性宿主真菌性呼吸道感染的最常见原因。组织胞浆是美国俄亥俄州和密西西比河流域的地方性疾病，在全世界也有分布。以前的研究已经揭示了至少八个分支，每个分支都特定于一个地理位置：北美1和2级（NAm 1和NAm 2）、拉丁美洲a和B组（LAm a和LAm B）、欧亚大陆、荷兰、澳大利亚和非洲，以及另外一个由巴拿马分离物组成的独特谱系（H81）。以前组装的组织胞浆基因组高度碎片化，具有高度重复性的G217B（nam2）菌株，被用于大多数全基因组规模的转录组研究，被组装成超过250个contigs。在这项研究中，我们着手于完整地组装重复区域并描述大规模基因组结构组织胞浆物种。我们重新排序组织胞浆使用牛津纳米孔技术长读测序技术的菌株（WU24[NAm 1]、G217B[NAm 2]、H88[非洲]、G186AR[巴拿马]和G184AR[巴拿马]）。在这里，我们报告了所有五个菌株的染色体水平组合，它们在地理上遥远的地方表现出广泛的同源性组织胞浆孤立。新的集会显示RYP2型G186AR是一个重要的形态和毒力调节因子。此外，我们将先前生成的转录组数据集映射到新组装的染色体上。我们的分析表明，在G217B和H88菌株中，转座子和转座子嵌入基因在酵母期的表达比菌丝期上调。这项研究为真菌研究人员提供了一个重要的资源，并进一步强调了染色体水平组装在分析高通量数据集中的重要性。

重要性 组织胞浆物种是一种二型真菌，在全世界范围内造成了显著的发病率和死亡率。这些真菌在土壤中以霉菌的形式生长，在人类宿主中作为萌芽酵母生长。组织胞浆可以从不同地区的土壤中分离出来，包括北美、南美、非洲和欧洲。系统发育不同的物种组织胞浆已经被分离和测序。然而，对于常用的菌株，基因组组装已经支离破碎，导致基因组规模的数据利用不足。本研究提供了染色体水平上常用的装配体组织胞浆使用长读测序技术的菌株。对这些基因组的比较分析表明，染色体中的基因序列基本上是保守的。绘制这些新组合的现有转录组数据揭示了转录共调控基因的聚集。这项研究的结果强调了获得染色体水平的装配体对于理解人类真菌病原体生物学的重要性。

简介

组织胞浆以及密切相关的病原体芽生菌,副球虫病，和球虫病是一种热二型真菌，在免疫能力强和免疫功能低下的宿主中引起真菌感染(1)组织胞浆菌病，一种由组织胞浆，是免疫功能低下个体死亡的重要原因(2).虽然积极的抗真菌治疗可以成功地清除感染，但据估计，在世界一些地区，死亡率超过50%(三,4).

组织胞浆流行于美国俄亥俄和密西西比河流域，也分布于世界各地，主要分布在北美洲、南美洲和非洲。几个组织胞浆基因组是公开的，并已用于真菌遗传学的详细分析。Kasuga等人的开创性研究组织胞浆分离到至少八个地理上孤立的分支：北美1类和2类（NAm 1和NAm 2）、拉丁美洲A和B组（LAm A和LAm B）、欧亚大陆、荷兰、澳大利亚和非洲，以及由三个巴拿马分离物组成的独特谱系（H81）(5,6)随后，对拉丁美洲类群中的6个系统发育群进行了描述(7).对另外30个未组装基因组（10个NAm 1、11个NAm 2、4个LAm A、3个巴拿马和2个非洲）进行了进一步的系统发育分析组织胞浆物种分为五个不同的遗传谱系，其中四个被重新命名如下：荚膜组织胞浆菌（H81血统），密西西比组织胞浆菌（名称1），组织胞浆菌（NAm 2），以及南美组织胞浆菌林（音）(8).

组织胞浆以腐生菌丝形式存在于土壤中，并产生称为分生孢子的无性孢子。一旦分生孢子被哺乳动物宿主吸入，真菌就会转变成致病的酵母形式，在宿主巨噬细胞内增殖并导致疾病。我们和其他人一直在研究控制细胞形态和毒力的温度调节基因网络组织胞浆研究表明，Ryp1、-2、-3和-4四种转录调控因子是细胞形态和毒力基因表达的主要调控因子，是酵母生长所必需的(9–11)而信号粘蛋白Msb2是菌丝生长所必需的(12)在这些研究中，我们使用了多种高通量的分子生物学技术，包括转录谱分析、染色质免疫沉淀芯片分析、正向遗传筛选和基因组修饰图谱，来研究这一重要真菌病原体的生物学特性。然而，这些数据中的任何染色体水平的模式都由于现有的支离破碎的性质而变得模糊不清组织胞浆基因组组装。

新兴的测序技术提供了完整的基因组组合，可用于高通量分析。具体来说，牛津纳米孔技术等长阅读测序工具在真菌基因组学领域显示了巨大的前景(13–16)在本研究中，我们对五株组织胞浆G217B、H88、G184AR、G186AR和WU24属于4个不同的居群(5).结合长读（牛津纳米孔[ONT]）和短读（Illumina）测序，我们从头开始把所有的染色体组合到一起。对组合基因组的比较揭示了染色体的基本共线性区。进一步检查这些基因组发现RYP2型，一个酵母阶段生长的调节器，在组织胞浆G186AR应变。对高通量数据集的再分析还表明，在G217B和H88菌株中，转座子基因以及嵌入转座子丰富区域的基因在酵母期表现出更丰富的转录。这项研究强调，完整的基因组组合允许从基因组数据集中获得新的见解，并将为该生物体的未来研究提供机会。