近日,bet365 코리아(研究院)刘巍峰教授团队对染色质重塑复合物ISWI在丝状真菌里氏木霉胞外糖苷水解酶和次级代谢产物黄色色素合成中的调控机制解析方面取得重要进展,相关研究结果以“Dual Regulatory Role of Chromatin Remodeler ISW1 in Coordinating Cellulase and Secondary Metabolite Biosynthesis in Trichoderma reesei”为题,发表于美国微生物学会旗下期刊mBio。该论文以bet365 코리아为第一和通讯作者单位,博士后曹艳丽为第一作者,刘巍峰教授为通讯作者。
丝状真菌具有强大的蛋白表达分泌能力和次级代谢产物合成潜力,在工业生产应用领域具有重要地位。刘巍峰教授团队以具有优良特性的里氏木霉为研究对象,对其蛋白质和次级代谢合成机制进行深入解析。在里氏木霉标志性次级代谢产物sorbicillinoid类黄色色素研究中发现,染色质重塑复合物ISWI以截然相反的调控模式同时参与控制纤维素酶和黄色素的生物合成。该复合物催化亚基的缺失使得纤维素酶合成丧失,却显著地促进了黄色素的产生。对这种现象背后的机制进行深入探讨发现,ISWI可被招募到纤维素酶基因及色素基因启动子上来发挥作用,其催化亚基缺失提高了调控色素合成的转录激活因子YPR1的转录水平,却同时显著降低了调控纤维素酶合成的关键转录激活因子XYR1的转录水平。ISWI缺失影响了核小体在纤维素酶基因及色素合成基因启动子区的占据。本研究深入解析了真核微生物在染色质结构动态调节层面通过精妙平衡胞外水解酶和次级代谢产物合成,以实现细胞资源合理调配的控制机制,有助于拓展人们对微生物有效适应环境的生存策略的认识。
图 染色质重塑复合物ISWI以截然相反的调控模式同时参与控制纤维素酶和黄色素的生物合成
该研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金以及山东省自然科学基金重大基础研究项目等资助。刘巍峰教授课题组长期从事丝状真菌蛋白质和次级代谢产物高效合成分泌机制研究,深入解析了多个新颖的调控因子的作用机制,相关研究成果在分子遗传学领域高水平期刊Molecular Microbiology (2017; 2019)和PLoS Genetics (2020; 2021)上发表系列论文。这些研究成果不仅为全面解析丝状真菌基因高效表达调控网络奠定了坚实基础,并且为推动丝状真菌发展为高版本蛋白和活性产物生产底盘细胞提供重要理论指导。
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