Effect of Hypertonic Solutes Upon the Polysaccharide Capsule in Cryptococcus neoformans

Publisher Website
Google Scholar
Abstract
The polysaccharide capsule is a characteristic virulence factor in the yeast-pathogen, Cryptococcus neoformans. Growth in hypertonic growth media results in yeast cells with visibly smaller capsules. We investigated this suppression quantitatively, using a chemical assay for cell-bound and dissolved capsular polysaccharide. Molar NaCl suppressed production of cell-bound polysaccharide by a factor of 2.5– to 5-fold. The possibility of salt-induced physico-chemical contraction of capsular gel was tested by dialysis of fixed cells from hypotonic medium against medium containing 1 M NaCl and against the original medium again, while capsular thickness, packed cell volume and cell-bound polysaccharide were followed. We detected a physical contraction of gel following dialysis against medium containing 1 M NaCl. Mutants which gave mucoid colonies on hypertonic agar were isolated. One of these gave twice as much polysaccharide as the wild type when cultivated in medium containing l M NaCl. The hypercapsular trait was passed through serial outcrosses to the wild type and segregated as a chromosomal gene. This mutant may represent a gene which regulates production of capsular polysaccharide. Zusammenfassung: Die Polysaccharid-Kapsel ist ein charakteristischer Virulenz-faktor der pathogenen Hefe Cryptococcus neoformans. Die Züchtung in hypertoni-schen Nährmedien führt zu Hefezellen mit kleineren Kapseln. Wir untersuchten dieses Phänomen quantitativ mit einem Versuchsansatz zur Erfassung des zellge-bundenen und des löslichen Polysaccha-rids. Molares NaCl unterdrückte die Bil-dung des zellgebundenen Polysaccharids um den Faktor 2.5 bis 5. Die mögliche salz-induzierte physikochemische Kon-traktion des Kapselgels wurde mittels Dia-lyse fixierter Zellen von hypotonem Medium gegen Medium mit 1 M NaCl und erneut gegen das Anfangsmedium getestet und dabei die Kapseldicke, das Zellsedi-mentvolumen und das zellgebundene Poly saccharid bestimmt. Dabei wurde eine physikalische Kontraktion des Kapselgels nach Dialyse gegen Medium mit 1 M NaCl gefunden. Es wurden weiterhin Mu-tanten isoliert, die auf hypertonem Agar schleimig wuchsen. Eine dieser Mutanten bildete bei Anzüchtung auf Medium mit 1 M NaCl zweimal so viel Polysaccharid wie der Wildtyp. Das Großkapsel-Merkmal wurde in Kreuzungsversuchen gegen den Wildtyp wie ein chromosomales Gen se-gregiert. Die Mutante repräsentiert daher ein Gen, das die Bildung des Kapsel-Poly-saccharids reguliert.