CD4+ T cells are critical to control of Pneumocystis infection, and Cxcr6 has been shown to be upregulated in these cells during infection, but the roles of CD4 and Cxcr6 in this setting are undefined. To explore this, mice deficient in CD4 or Cxcr6 expression were utilized in a co-housing mouse model that mimics the natural route of Pneumocystis infection. Organism load and anti-Pneumocystis antibodies were assayed over time, and immunohistochemistry, flow cytometry, and quantitative PCR were used to characterize host immune responses during infection. CD4 was found to be necessary for clearance of P. murina, though partial control was seen in it's absence; based on ThPOK expression, double negative T cells with T helper cell characteristics may be contributing to this control. Using a Cxcr6 deficient mouse expressing gfp, control of infection in the absence of Cxcr6 was similar to that in heterozygous control mice. It is noteworthy that gfp+ cells were seen in the lungs with similar frequencies between the 2 strains. Interferon-ɣ and chemokine/ligands Cxcr3, Cxcl9, and Cxcl10 increased during P. murina infection in all models. Thus, CD4, but not Cxcr6, is needed for clearance of P. murina infection.

Pneumocystis , a major opportunistic pathogen in patients with a broad range of immunodeficiencies, contains abundant surface proteins encoded by a multi-copy gene family, termed the major surface glycoprotein (Msg) gene superfamily. This superfamily has been identified in all Pneumocystis species characterized to date, highlighting its important role in Pneumocystis biology. In this report, through a comprehensive and in-depth characterization of 459 msg genes from 7 Pneumocystis species, we demonstrate, for the first time, the phylogeny and evolution of conserved domains in Msg proteins, and provide detailed description of the classification, unique characteristics and phylogenetic relatedness of five Msg families. We further describe the relative expression levels of individual msg families in two rodent Pneumocystis species, the substantial variability of the msg repertoires in P. carinii from laboratory and wild rats, and the distinct features of the expression site for the classic msg genes in Pneumocystis from 8 mammalian host species. Our analysis suggests a wide variety of functions for this superfamily, not only conferring antigenic variation to allow immune evasion but also mediating life-stage development, optimizing cell mobility and adhesion, and adapting to specific host niches or environmental conditions. This study provides a rich source of information that lays the foundation for the continued experimental exploration of the functions of the Msg superfamily in Pneumocystis biology.

Abstract CD40-CD40L interactions are critical for controlling Pneumocystis infection. However, which CD40-expressing cell populations are important for this interaction have not been well-defined. We used a cohousing mouse model of Pneumocystis infection, combined with flow cytometry and qPCR, to examine the ability of different populations of cells from C57BL/6 mice to reconstitute immunity in CD40 knockout (KO) mice. Unfractionated splenocytes, as well as purified B cells, were able to control Pneumocystis infection, while B cell depleted splenocytes and unstimulated bone-marrow derived dendritic cells (BMDCs) were unable to control infection in CD40 KO mice. Pneumocystis antigen-pulsed BMDCs showed early, but limited, control of infection. Consistent with recent studies that have suggested a role for antigen presentation by B cells, using cells from immunized animals, B cells were able to present Pneumocystis antigens to induce proliferation of T cells. Thus, CD40 expression by B cells appears necessary for robust immunity to Pneumocystis .

Centromeres are genomic regions that coordinate accurate chromosomal segregation during mitosis and meiosis. Yet, despite their essential function, centromeres evolve rapidly across eukaryotes. Centromeres are often the sites of chromosomal breaks which contribute to genome shuffling and promote speciation by inhibiting gene flow. How centromeres form in strongly host-adapted fungal pathogens has yet to be investigated. Here, we characterized the centromere structures in closely related species of mammalian-specific pathogens of the fungal phylum of Ascomycota. Methods allowing reliable continuous culture of Pneumocystis species do not currently exist, precluding genetic manipulation. CENP-A, a variant of histone H3, is the epigenetic marker that defines centromeres in most eukaryotes. Using heterologous complementation, we show that the Pneumocystis CENP-A ortholog is functionally equivalent to CENP-ACnp1 of Schizosaccharomyces pombe. Using organisms from a short-term in vitro culture or infected animal models and ChIP-seq, we identified centromeres in three Pneumocystis species that diverged ~100 million years ago. Each species has a unique short regional centromere (< 10kb) flanked by heterochromatin in 16-17 monocentric chromosomes. They span active genes and lack conserved DNA sequence motifs and repeats. CENP-C, a scaffold protein that links the inner centromere to the kinetochore appears dispensable in one species, suggesting a kinetochore rewiring. Despite the loss of DNA methyltransferases, 5-methylcytosine DNA methylation occurs in these species, though not related to centromere function. These features suggest an epigenetic specification of centromere function.