Sigma54因子对gamma-氨基丁酸代谢旁路基因簇表达调控分子机制研究

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基本信息

  • 批准号：
    31070083
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    33.0万
  • 负责人：
    宋福平
  • 依托单位：
    中国农业科学院植物保护研究所
  • 学科分类：
    C0104.微生物遗传与生物合成
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

gamma-氨基丁酸代谢旁路是三羧酸代谢途径的支路，广泛存在于生物界，在氮源代谢过程中发挥重要作用。该代谢旁路上的基因在微生物基因组中是成簇存在的，对该基因簇在革兰氏阴性菌大肠杆菌和革兰氏阳性菌枯草芽胞杆菌中都进行了较为详细的研究。本研究组前期研究发现，该基因簇在苏云金芽胞杆菌中的组织和调控方式均与已报道的微生物不同，主要表现为该基因簇含有两个启动子，并受Sigma54类型转录起始因子的调控，证明该途径存在一种新型的分子调控方式（Zhu et al, J. Bacteriology, 2010, 192(1):346-355）。本课题拟在此基础上开展该基因簇表达调控的分子机制研究，并分析该基因簇在苏云金芽胞杆菌中的生物学功能，本研究将阐明Sigma54对其调控的分子机制，从而丰富微生物学科中有关代谢途径调控的基础理论，提升我国在此领域的基础研究水平。

结项摘要

gamma-氨基丁酸（GABA）代谢旁路是三羧酸代谢途径的支路，广泛存在于生物界，在氮源代谢过程中发挥重要作用。该代谢旁路上基因在微生物基因组中是成簇存在的，在革兰氏阴性细菌大肠杆菌和革兰氏阳性细菌枯草芽胞杆菌中对该基因簇进行了较为详细的研究。本研究组前期研究发现苏云金芽胞杆菌中的该基因簇的组织和调控方式与已报道的微生物均不同，该基因簇含有两个启动子并受Sigma54类型转录起始因子的调控，证明该途径存在一种新型的分子调控方式（Zhu et al, J. Bacteriology. 2010 192(1): 346-355）。在这些研究基础上本研究开展了GABA代谢旁路代谢产物GABA和SSA对该旁路基因簇两个操纵子gabT和gabRD启动子的转录活性影响研究、Sigma54和调控因子GabR对该代谢旁路的调控分子机制研究和Sigma54和GABA代谢旁路对苏云金芽胞杆菌芽胞和晶体形成的影响研究。发现了GABA和SSA对gabT启动子具有明显的诱导作用，并且Sigma54和GabR是这种诱导作用必须的，同时明确了GabR蛋白的PAS功能域负责感受细胞内的GABA和SSA信号。确定了GabR在gabT启动子区的结合位点。通过基因缺失明确了该代谢旁路基因gabT和gabD缺失影响了芽胞形成率，但对晶体的形成和产量没有明显影响。本研究首次明确了Sigma54因子的激活蛋白GabR的PAS功能域可能感受SSA和GABA，从而激活GABA代谢旁路基因簇的转录. 本项目的研究成果丰富了对Sigma54因子调控分子机制的认识，提升了我国在此领域的基础研究水平。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
苏云金芽胞杆菌高效表达载体的构建
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    微生物学通报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李朝睿;杜立新;彭琦;梁影屏;高继国;张杰;宋福平
  • 通讯作者：
    宋福平
γ-氨基丁酸代谢旁路阻断对苏云金芽胞杆菌芽胞形成和晶体蛋白产量的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    东北农业大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王维;高继国;朱莉;彭琦;束长龙;张杰;黄大昉;宋福平
  • 通讯作者：
    宋福平
SigmaK和GerE对芽胞外壁基质结构基因exsB的转录调控
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    微生物学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    曲宁;彭琦;邱丽丽;刘春霞;陈榛;张杰;宋福平;李杰
  • 通讯作者：
    李杰
四种cry基因启动子在spoIIID基因突变株中的活性比较
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    微生物学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王新梅;杜立新;彭琦;梁影屏;李杰;张杰;宋福平
  • 通讯作者：
    宋福平
苏云金芽胞杆菌sigL基因的缺失对菌体碳氮源利用的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    东北农业大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    彭琦;刘刚;束长龙;张杰;黄大;宋福平
  • 通讯作者：
    宋福平

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  • 通讯作者：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
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    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    彭琦;张杰;高继国;宋福平
  • 通讯作者：
    宋福平
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    10.13343/j.cnki.wsxb.20200344
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  • 期刊：
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  • 作者：
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芽胞外壁基质组成蛋白的编码基因启动子PexsY指导的cry1Ac基因表达
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
    微生物学报
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    --
  • 作者：
    彭琦;张杰;高继国;宋福平
  • 通讯作者：
    宋福平

其他文献

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AI项目解读示例

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

        graph TD
          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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