Dosage compensation in Drosophila is dependent on MSL proteins and involves hypertranscription of the male X chromosome, which ensures equal X-linked gene expression in both sexes. Here, we report the purification of enzymatically active MSL complexes from Drosophila embryos, Schneider cells, and human HeLa cells. We find a stable association of the histone H4 lysine 16-specific acetyltransferase MOF with the RNA/protein containing MSL complex as well as with an evolutionary conserved complex. We show that the MSL complex interacts with several components of the nuclear pore, in particular Mtor/TPR and Nup153. Strikingly, knockdown of Mtor or Nup153 results in loss of the typical MSL X-chromosomal staining and dosage compensation in Drosophila male cells but not in female cells. These results reveal an unexpected physical and functional connection between nuclear pore components and chromatin regulation through MSL proteins, highlighting the role of nucleoporins in gene regulation in higher eukaryotes.

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 Microorganisms need to adapt to environmental changes, and genome plasticity can lead to rapid adaptation to hostile environments by increasing genetic diversity. Here, we investigate genome plasticity in the CTG(Ser1) yeast Scheffersomyces stipitis , an organism with an enormous potential for second-generation biofuel production. We demonstrate that S. stipitis has an intrinsically plastic genome and that different S. stipitis isolates have genomes with distinct chromosome organisation. Real-time evolution experiments show that S. stipitis genome plasticity is common and rapid as extensive genomic changes with fitness benefits are detected following in vitro evolution experiments. Hybrid MinION Nanopore and Illumina genome sequencing identifies retrotransposons as major drivers of genome diversity. Indeed, the number and position of retrotransposons is different in different S. stipitis isolates, and retrotransposon-rich regions of the genome are sites of chromosome rearrangements. Our findings provide important insights into the adaptation strategies of the CTG (Ser1) yeast clade and have critical implications in the development of second-generation biofuels. These data highlight that genome plasticity is an essential factor to be considered for the development of sustainable S. stipitis platforms for second-generation biofuels production.

Abstract Stress-induced genome instability in microbial organisms is emerging as a critical regulatory mechanism for driving rapid and reversible adaption to drastic environmental changes. In Candida albicans , a human fungal pathogen that causes life-threatening infections, genome plasticity confers increased virulence and antifungal drug resistance. Discovering the mechanisms regulating C. albicans genome plasticity is a priority to understand how this and other microbial pathogens establish life-threatening infections and develop resistance to antifungal drugs. We identified the SUMO protease Ulp2 as a critical regulator of C. albicans genome integrity through genetic screening. Deletion of ULP2 leads to hypersensitivity to genotoxic agents and increased genome instability. This increased genome diversity causes reduced fitness under standard laboratory growth conditions but enhances adaptation to stress, making ulp2Δ/Δ cells more likely to thrive in the presence of antifungal drugs. Whole-genome sequencing indicates that ulp2Δ/Δ cells counteract antifungal drug-induced stress by developing segmental aneuploidies of chromosome R and chromosome I. We demonstrate that intrachromosomal repetitive elements drive the formation of complex novel genotypes with adaptive power.