In eukaryotic cells, phosphorus is assimilated and utilized primarily as phosphate (Pi). Pi homeostasis is mediated by transporters that have not yet been adequately characterized in green algae. This study reports on CrPHT4-7 from Chlamydomonas reinhardtii, a member of the PHT4 transporter family, which exhibits remarkable similarity to AtPHT4;4 from Arabidopsis thaliana, a chloroplastic ascorbate transporter. Using fluorescent protein tagging we show that CrPHT4-7 resides in the chloroplast envelope membrane. Crpht4-7 mutants, generated by the CRISPR/Cas12a-mediated single- strand templated repair, show retarded growth especially in high light, enhanced sensitivity to phosphorus limitation, reduced ATP level, strong ascorbate accumulation and diminished non-photochemical quenching in high light. Conversely, CrPHT4-7 overexpressing lines exhibit enhanced biomass accumulation under high light conditions in comparison with the wild-type strain. Expressing CrPHT4-7 in a yeast strain lacking Pi transporters substantially recovered its slow growth phenotype demonstrating that it transports Pi. Even though CrPHT4-7 shows a high degree of similarity to AtPHT4;4, it does not display any significant ascorbate transport activity in yeast or intact algal cells. Thus, the results demonstrate that CrPHT4-7 functions as a chloroplastic Pi transporter essential for maintaining Pi homeostasis and photosynthesis in Chlamydomonas reinhardtii.

Telomeres and the shelterin complex cap and protect the ends of chromosomes. Telomeres are flanked by the subtelomeric sequences that have also been implicated in telomere regulation, alt-hough their role is not well defined. Here we show that, in Schizosaccharomyces pombe, the telomere-associated sequences (TAS) present on most subtelomeres are hyper-recombinogenic, have metastable nucleosomes, and unusual low levels of H3K9 methylation. Ccq1, a subunit of shelterin, protects TAS from nucleosome loss by recruiting the heterochromatic repressor complexes CLRC and SHREC, thereby linking nucleosome stability to gene silencing. Nucleosome instability at TAS is independent of telomeric repeats and can be transmitted to an intrachromosomal locus containing an ectopic TAS fragment, indicating that this is an intrinsic property of the underlying DNA sequence. When telomerase recruitment is compromised in cells lacking Ccq1, DNA sequences present in the TAS promote recombination between chromosomal ends, independent of nucleosome abundance, implying an active function of these sequences in telomere maintenance. We propose that Ccq1 and fragile subtelomeres co-evolved to regulate telomere plasticity by con-trolling nucleosome occupancy and genome stability.

Heterochromatin plays a critical role in regulating gene expression and maintaining genome integrity. While structural and enzymatic components have been linked to heterochromatin establishment, a comprehensive view of the underlying pathways at diverse heterochromatin domains remains elusive. Here, we developed a systematic approach to identify factors involved in heterochromatin silencing at pericentromeres, subtelomeres, and the silent mating type locus in Schizosaccharomyces pombe . Using quantitative measures, iterative genetic screening, and domain-specific heterochromatin reporters, we identified 369 mutants with different degrees of reduced or enhanced silencing. As expected, mutations in the core heterochromatin machinery globally decreased silencing. However, most other mutants exhibited distinct qualitative and quantitative profiles that indicate domain-specific functions. For example, decreased mating type silencing was linked to mutations in heterochromatin maintenance genes, while compromised subtelomere silencing was associated with metabolic pathways. Furthermore, similar phenotypic profiles revealed shared functions for subunits within complexes. We also discovered that the uncharacterized protein Dhm2 plays a crucial role in maintaining constitutive and facultative heterochromatin, while its absence caused phenotypes akin to DNA replication-deficient mutants. Collectively, our systematic approach unveiled a landscape of domain-specific heterochromatin regulators controlling distinct states and identified Dhm2 as a previously unknown factor linked to heterochromatin inheritance and replication fidelity.