端粒酶逆转录酶基因调控灵芝酸生物合成的机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31902090
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1510.食用真菌学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Ganoderma lucidum is a famous medicinal fungi. As the major pharmacologically active compounds, ganoderic acid (GA) has been considered a measurement of the quality of G. lucidum. To date, the GA biosynthetic pathway is basically clear, however, the mechanism of its regulation is not clear. In animals and plants, telomerase reverse transcriptase gene (TERT) has been suggested to have new biological function except for sustaining stable telomere lengths. However, there are few studies on TERT in filamentous fungi. In the preliminary works, the silenced strains of the telmerase reverse transcriptase in G. lucidum (GlTERT) were constructed. Interestingly, silencing GlTERT caused the decreased GA content. Thus, RNA interference and gene overexpression will be used to analyze the function of GlTERT in GA biosynthesis. Meanwhile, the reported signaling pathways affecting the GA biosynthesis will be used to clarify the mechanism of GlTERT regulating GA biosynthesis. These researches will be helpful for further elucidating the mechanism of GA biosynthesis regulating network, and provide theoretical basis for improving medical value of G. lucidum. Meanwhile, it will provide references for studying the new biological functions of TERT in other filamentous fungi.
灵芝酸是灵芝的主要活性药用成分,其含量的多少是衡量灵芝品质高低的重要指标。目前灵芝酸生物合成途径已经基本清晰,然而,其调控机制尚不清楚。在动植物中,端粒酶逆转录酶(TERT)已经被证明具有维持端粒长度之外的新生物学功能,而丝状真菌中关于TERT的研究相对缺乏。本项目前期构建了灵芝端粒酶逆转录酶基因(GlTERT)的沉默菌株,表型分析发现沉默GlTERT引起灵芝酸生物合成的下降。在此基础上,本项目拟通过RNA干扰和基因过表达的方法,分析GlTERT在调控灵芝酸生物合成中的作用。同时,结合已经报道的影响灵芝酸生物合成的信号途径,解析GlTERT调控灵芝酸生物合成的机制。研究结果将进一步解析灵芝酸生物合成的调控网络,为采用基因工程方法提高灵芝酸含量提供理论基础,同时,也为研究其它丝状真菌中TERT的新生物学功能提供借鉴。

结项摘要

灵芝酸具有免疫调节和抗肿瘤等多种药用功效。端粒酶逆转录酶是端粒酶的组成成分之一,除在维持端粒长度和染色体稳定性中发挥关键作用,还具有众多新生物学功能。本研究采用RNAi基因沉默和过表达技术分别探究了灵芝端粒酶逆转录酶基因(GlTert)的在灵芝中的新生物学功能,重点解析了GlTert调控灵芝酸生物合成的机制。本研究通过同源比对获得GlTert基因全长,其含三个保守结构域(TRBD、RT-G2-intron和TERT),在原基期和子实体时期表达量是菌丝期的3.37和4.77倍,参与调控热胁迫、氧化胁迫、细胞壁胁迫和渗透胁迫等逆境过程。构建GlTert基因沉默菌株(Terti8和Terti25)和过表达菌株(OE-6和OE-15)。相较灵芝野生型菌株,Terti8和Terti25菌丝直径分别降低30%和31%;生物量降低27%和32%;菌丝分叉间距降低64%和51%;H2O2处理下相对生长速率增加54%和61%;纤维素酶活性降低40%和42%;木聚糖酶活性均降低35%;胞内多糖降低34%和25%;灵芝酸含量降低46%和49%。ROS信号和Ca2+信号是参与调控灵芝酸合成的重要信号。沉默GlTert引起胞内ROS含量升高,抗氧化酶活性与相关基因表达下降;而引起胞内Ca2+含量及相关基因的表达降低。添加CaCl2可回复GlTert沉默菌株中降低的灵芝酸含量;同时添加CaCl2和Ca2+抑制剂,GlTert沉默菌株中降低的灵芝酸与对照组无差异。GlTert过表达菌株的研究获得相同结论。这些结果表明,GlTert通过胞内Ca2+信号调控灵芝酸的生物合成。同时,沉默灵芝端粒酶解旋酶GlTlh基因引起灵芝酸生物合成的降低,暗示在调控灵芝酸生物合成过程中,GlTert与GlTlh可能存在一定的互作。本项目研究结果进一步解析了灵芝酸生物合成的调控机制,为采用基因工程手段创制灵芝酸高产菌株提供理论基础。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Salicylic Acid Treatment Alleviates the Heat Stress Response by Reducing the Intracellular ROS Level and Increasing the Cytosolic Trehalose Content in Pleurotus ostreatus.
水杨酸处理通过降低平菇细胞内ROS水平和增加胞质海藻糖含量来减轻热应激反应
  • DOI:
    10.1128/spectrum.03113-22
  • 发表时间:
    2023-02-14
  • 期刊:
    Microbiology spectrum
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
  • 通讯作者:
Swi6B, an alternative splicing isoform of Swi6, mediates the cell wall integrity of Ganoderma lucidum
Swi6B是Swi6的另一种剪接亚型,介导灵芝细胞壁的完整性
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021-06-14
  • 期刊:
    ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Lian, Lingdan;Zhang, Guang;Zhao, Mingwen
  • 通讯作者:
    Zhao, Mingwen
Functional Roles of LaeA-like Genes in Fungal Growth, Cellulase Activity, and Secondary Metabolism in Pleurotus ostreatus.
LaeA 样基因在平菇真菌生长、纤维素酶活性和次生代谢中的功能作用
  • DOI:
    10.3390/jof8090902
  • 发表时间:
    2022-08-25
  • 期刊:
    JOURNAL OF FUNGI
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Zhang, Guang;Yan, Peng;Leng, Doudou;Shang, Li;Zhang, Chaohui;Wu, Zhongwei;Wang, Zhenhe
  • 通讯作者:
    Wang, Zhenhe
The non‑canonical functions of telomerase reverse transcriptase gene GlTert on regulating fungal growth, oxidative stress, and ganoderic acid biosynthesis in Ganoderma lucidum
端粒酶逆转录酶基因GlTert调节灵芝真菌生长、氧化应激和灵芝酸生物合成的非经典功能
  • DOI:
    10.1007/s00253-021-11564-9
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Applied Microbiology and Biotechnology
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Guang Zhang;Chaohui Zhang;Doudou Leng;Peng Yan;Zhenhe Wang;Mingxia Zhang;Zhongwei Wu
  • 通讯作者:
    Zhongwei Wu
复配杀菌剂防治平菇尖孢镰刀菌病害的效果测定
  • DOI:
    10.11869/j.issn.100-8551.2021.10.2311
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    核农学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张朝辉;张广;闫鹏;杜田雨;赵涔岑;李明辉;闫新悦;王振河
  • 通讯作者:
    王振河

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    张广

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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