7月3日,博彩大全-博彩导航
姜海波教授团队在Science子刊《Science Advances》上发表了题为“A global transcriptional activator involved in the iron homeostasis in cyanobacteria”的研究论文(图1),揭示了一个全局性转录激活因子参与调控蓝藻铁稳态的新机制。
图1:研究成果在Science Advances上发表(原文链接//www.science.org/doi/10.1126/ sciadv.adl6428)
海洋缺铁限制了全球约三分之一海域的初级生产力,是蓝藻等海洋初级生产者面临的重要挑战。蓝藻作为地球上最古老的光合放氧微生物,广泛分布于寡营养的缺铁海域,其高效而独特的缺铁适应机制备受关注。目前,关于蓝藻缺铁的生理响应和铁吸收机制已有较多研究,然而蓝藻响应缺铁的信号转导机制尚不清楚。
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姜海波教授研究团队通过多年不懈努力,在模式蓝藻——集胞藻PCC6803中鉴定了一个新的全局性转录激活因子IutR(Iron uptake genes related regulator),这是继全局性转录抑制因子FurA之后又一个新发现的重要转录调控因子,不同于FurA的转录抑制功能,IutR在蓝藻中发挥转录激活功能。该研究表明,蓝藻的缺铁信号响应不仅依赖FurA转录抑制的解除,更依赖于IutR的转录激活。研究团队利用高通量染色体构象捕获技术(High-throughput Chromosome Conformation Capture, Hi-C)发现,在缺铁培养条件下集胞藻三维基因组结构发生显著变化,基因组上0.1M区域的互作强度增加。进一步结合缺铁条件的转录组分析发现,该区域是蓝藻缺铁响应基因分布密集区,包括IurR在内的众多基因分布于该区域,并且在缺铁时显著上调表达,预示着它们很可能参与蓝藻的缺铁适应过程。研究团队通过对三个iutR基因的单敲除和组合敲除发现,敲除藻株对缺铁条件极为敏感。与此同时,qRT-PCR结果表明突变株中铁吸收相关基因丧失了受缺铁诱导上调表达的能力,说明突变株的缺铁信号转导机制受到严重影响。转录因子和DNA互作实验(EMSA和酵母单杂交)发现,IutR蛋白能够结合并调控包括TonB依赖性铁转运系统在内的多个铁吸收相关基因的启动子序列。进一步通过染色质免疫共沉淀(ChIP-seq)实验鉴定了IutR结合的DNA序列特征,并预测了该蓝藻细胞内IutR可能调控的靶基因,同时EMSA实验进一步确认了所预测启动子序列的确可以被IutR蛋白结合。这项工作较深入地揭示了蓝藻复杂的缺铁信号调控网络,为理解蓝藻适应缺铁并调控胞内铁稳态的内在机制提供了新视角(图2)。
图2:转录因子IutR在蓝藻铁稳态中的调控机制示意图
宁波大学与华中师范大学联合培养博士生刘玲妹与已毕业研究生孙传煜为该论文共同第一作者,博彩导航
姜海波教授和陈未中副研究员为本文的共同通讯作者,博彩大全-博彩导航
为该研究的第一完成单位,该工作还得到了武汉菲沙基因信息有限公司的技术支撑,受到国家自然科学基金、宁波市科技创新2025重大专项等项目资助。