The human fungal pathogen Candida albicans is responsible for millions of infections annually. Due to the few available anti-fungal drugs and the increasing incidence of drug resistance, the number of C. albicans infections is dramatically increasing. Morphological switches, such as the white-opaque switch and the yeast-hyphae switch, are key for the development of C. albicans pathogenic traits. Lysine deacetylases are emerging as important regulators of morphological switches. Yet, targeting lysine deacetylases for drug development is problematic due to the high homology between the fungal and human proteins that could result in toxicity. Here we provide evidence that the fungal specific proteins Hda2 and Hda3 interact with the lysine deacetylase Hda1. By combining phenotypic analyses with genome-wide transcriptome analyses, we demonstrate that Hda2 and Hda3 control C. albicans morphological switches. Under nutrient-rich conditions, deletion of HDA2 or HDA3 leads to moderate overexpression of the master regulator of white-opaque switching WOR1 and increase switching frequency. Under hyphae inducing conditions, deletion of HDA2 and HDA3 block hyphae development. However, deletion of HDA2 and HDA3 does not affect hyphae-formation and virulence in vivo. We propose that Hda2 and Hda3 are good targets for the development of anti-fungal drugs to be used in combination therapy.

Background: Eukaryotic genomes are packaged into chromatin structures with pivotal roles in regulating all DNA-associated processes. Post-translational modifications of histone proteins modulate chromatin structure leading to rapid, reversible regulation of gene expression and genome stability which are key steps in environmental adaptation. Candida albicans is the leading fungal pathogen in humans, and can rapidly adapt and thrive in diverse host niches. The contribution of chromatin to C. albicans biology is largely unexplored. Results: Here, we harnessed genome-wide sequencing approaches to generate the first comprehensive chromatin profiling of histone modifications (H3K4me3, H3K9Ac, H4K16Ac and γ-H2A) across the C. albicans genome and relate it to gene expression. We demonstrate that gene-rich non-repetitive regions are packaged in canonical euchromatin associated with histone modifications that mirror their transcriptional activity. In contrast, repetitive regions are assembled into distinct chromatin states: subtelomeric regions and the rDNA locus are assembled into canonical heterochromatin, while Major Repeat Sequences and transposons are packaged in chromatin bearing features of euchromatin and heterochromatin. Genome-wide mapping of γ-H2A, a marker of genome instability, allowed the identification of potential recombination-prone genomic sites. Finally, we present the first quantitative chromatin profiling in C. albicans to delineate the role of the chromatin modifiers Sir2 and Set1 in controlling chromatin structure and gene expression. Conclusions: This study presents the first genome-wide chromatin profiling of histone modifications associated with the C. albicans genome. These epigenomic maps provide an invaluable resource to understand the contribution of chromatin to C. albicans biology.

Abstract This study presents the first genome and transcriptome analyses for Fusarium oxysporum f.sp. lactucae (Fola) which causes Fusarium wilt disease of lettuce. Long-read genome sequencing of three race 1 (Fola1) and three race 4 (Fola4) isolates revealed key differences in putative effector complement between races and with other F. oxysporum f.spp. following mimp -based bioinformatic analyses. Notably, homologues of Secreted in Xylem ( SIX ) genes, also present in many other F. oxysporum f.spp, were identified in Fola, with both SIX9 and SIX14 (multiple copies with sequence variants) present in both Fola1 and Fola4. All Fola4 isolates also contained an additional single copy of SIX8 . RNAseq of lettuce following infection with Fola1 and Fola4 isolates identified highly expressed effectors, some of which were homologues of those reported in other F. oxysporum f.spp. including several in F. oxysporum f.sp. apii . Although SIX8 , SIX9 and SIX14 were all highly expressed in Fola4, of the two SIX genes present in Fola1, only SIX9 was expressed as further analysis revealed that copies of SIX14 gene copies were disrupted by insertion of a transposable element. Two variants of Fola4 were also identified based on different genome and effector-based analyses. This included two different SIX8 sequence variants which were divergently transcribed from a shared promoter with either PSE1 or PSL1 respectively. In addition there was evidence of two independent instances of HCT in the different Fola4 variants. The involvement of helitrons in Fola genome rearrangement and gene expression is discussed.