6月7日，微生物學(xué)期刊Molecular Microbiology在線發(fā)表了中科院上海生命科學(xué)研究院植生生態(tài)所姜衛(wèi)紅研究組的學(xué)術(shù)論文Differential regulation of antibiotic biosynthesis by DraR-K, a novel two-component system in Streptomyces coelicolor。該研究揭示了天藍(lán)色鏈霉菌中新型雙組分系統(tǒng)DraR-K參與抗生素生物合成差異調(diào)控的分子機(jī)制。
雙組分系統(tǒng)(Two-component system，TCS)是生物體感受外界刺激，調(diào)節(jié)細(xì)胞生理代謝和行為的信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)，由*激酶和應(yīng)答調(diào)控蛋白組成。TCS廣泛存在于微生物中，參與調(diào)控初級(jí)與次級(jí)代謝、形態(tài)分化、滲透壓以及致病性等重要生理過程。鏈霉菌是自然界中zui主要的抗生素產(chǎn)生菌，對(duì)其開展抗生素合成相關(guān)TCS的研究不僅有助于認(rèn)識(shí)其復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，還可以指導(dǎo)工業(yè)菌株的遺傳改造。
姜衛(wèi)紅組博士研究生郁珍瑜和蘆銀華副研究員的工作發(fā)現(xiàn)，雙組分系統(tǒng)DraR-K能夠在高氮環(huán)境中被激活，進(jìn)而正調(diào)控放線紫紅素(ACT)的合成，同時(shí)負(fù)調(diào)控十一烷基靈菌紅素(RED)和黃色色素yCPK的生物合成。這些調(diào)控過程是由抗生素合成途徑特異性調(diào)控基因介導(dǎo)的。同時(shí)，定位了DraR在下游靶基因actII-ORF4和kasO上游調(diào)控區(qū)的DNA結(jié)合序列；基于靶基序，預(yù)測(cè)和鑒定了DraR-K的regulon，并進(jìn)一步揭示DraR-K通過影響初級(jí)代謝間接參與抗生素生物合成調(diào)控的可能途徑。
有趣的是，draR-K的同源基因廣泛存在于不同鏈霉菌中。除蟲鏈霉菌draR-K的同源基因draR-Ksav的缺失導(dǎo)致阿維菌素產(chǎn)量大幅度提高，而寡霉素的產(chǎn)量卻下降，提示由DraR-K介導(dǎo)的抗生素生物合成的差異調(diào)控機(jī)制在鏈霉菌中比較保守。這種由TCS介導(dǎo)的抗生素生物合成的差異調(diào)控機(jī)制在鏈霉菌中尚屬發(fā)現(xiàn)。
該工作得到了*“創(chuàng)新2020”、*973計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金委等項(xiàng)目的支持。
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