细菌跨界感知植物细胞分裂素的信号转导和识别特异性的分子基础

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31870119
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0108.病原细菌学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Host recognition is the primary step during bacterial infection against plants or animals. Bacterial pathogens use receptor histidine kinases to perceive host chemicals or environmental stimuli and then to modulate the expression of virulence factors. Sponsored by the Youth Project of Natural Science Foundation, our previous research found that the receptor histidine kinase PcrK encoded by the phytopathogen Xanthomonas campestris specifically binds and senses plant hormone cytokinin. The protein phosphorylation process triggered by cytokinin was dissected. However, PcrK is a multiple-modular protein so that the interactions between different protein domains and their regulatory functions, especially the role of these signalling in determining specificity, remains unclear. This proposal aims to decipher the subtle functions of PcrK modules in sensing cytokinin. We will screen and identify additional signals recognized by the tandem PAS domains of PcrK; dissect the impact of PAS domain-triggered signaling on cytokinin recognition. In addition, the regulation of REC1 domain, which is not involved in PcrK-PcrR phosphorelay, will be investigated, with special reference to the REC1-protein interactions. Since cytokinin-family chemical is one of the ancient organic agents in the Earth, they play essential roles in inter-kingdom communication among various organisms. On the basis of understanding of PcrK signalling integration, more efforts will be made to analyze the molecular mechanisms to define the affinity and specificity between PcrK-cytokinin interactions, and illustrate the molecular process of the origin and evolution of receptor-hormone relationships. The results will reveal complexity of receptor histidine kinases in hormone signal perception, which will shed light on the understanding of functions and mechanisms of cytokinins in inter-kingdom communication.
寄主识别是病原细菌成功感染动、植物的首要步骤。细菌利用受体组氨酸激酶感知寄主和外界环境刺激并调控适应性反应。依托青年基金,前期研究发现植物病原细菌-野油菜黄单胞菌编码植物细胞分裂素受体PcrK,阐明了PcrK感应该植物激素后的磷酸化信号转导过程,但对识别刺激后的信号整合机制和特异性缺乏认识。本项目拟精细分析PcrK蛋白结构元件对植物激素信号感知功能的影响:鉴定PcrK的PAS结构域感应的其它信号刺激,研究该信号通路对植物细胞分裂素感应的影响;解析PcrK的REC1结构域在信号感知中的作用;研究PcrK整合多个信号输入的分子机制。在明确信号整合机制的基础上,深入分析PcrK识别细胞分裂素类化合物的亲合力和特异性,阐明受体-激素相互作用关系和功能进化的分子基础。研究成果将揭示受体组氨酸激酶信号识别功能的复杂性,为理解细胞分裂素类化合物在生物跨界信号交流中的功能、机制做出创新发现。

结项摘要

寄主识别是病原细菌成功感染的首要步骤,细菌利用受体蛋白感知宿主和环境信号。项目精细分析了受体蛋白PcrK各蛋白元件对其感知植物激素的影响,鉴定了PAS结构域感知的特异性信号,研究了PcrK各蛋白元件间的信号整合机制,深入分析了PcrK识别植物细胞分离素的亲合力和特异性,阐明了受体-激素相互作用关系和功能进化的分子基础。我们完成了项目设定的研究目标和研究内容,鉴定到PAS结构域特异性识别宿主氧化还原信号,调控细菌运动;REC1结构域通过与蛋白互作发挥作用;各元件间相互协调,对于PcrK的功能发挥都是必不可少的;来自不同物种的CHASE结构域蛋白与细胞分裂素间的互作分析表明受体识别跨界信号与病原菌适应宿主环境相关。共发表SCI论文2篇,授权专利1项,培养博士后1名,硕士和博士研究生各2名,青年科研人才2人次。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
The roles of histidine kinases in sensing host plant and cell-cell communication signal in a phytopathogenic bacterium
组氨酸激酶在植物病原菌中感知宿主植物和细胞间通讯信号中的作用
  • DOI:
    10.1098/rstb.2018.0311
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Philosophical Transactions of the Royal Society B-Biological Sciences
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Wang Fang Fang;Qian Wei
  • 通讯作者:
    Qian Wei
Dual Regulatory Role Exerted by Cyclic Dimeric GMP To Control FsnR-Mediated Bacterial Swimming.
环状二聚体 GMP 发挥双重调节作用来控制 FsnR 介导的细菌游动。
  • DOI:
    10.1128/mbio.01414-22
  • 发表时间:
    2022-10-26
  • 期刊:
    mBio
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Xin Zhang;Yan Wang;Yao Wu;Zhi-Hui Yuan;Zhen Cai;Wei Qian;Xin Ge;Fang-Fang Wang
  • 通讯作者:
    Fang-Fang Wang

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其他文献

Biomimetic synthesis of silica hollow spheres using poly (L-lysine) and mechanism research
聚赖氨酸仿生合成二氧化硅空心球及机理研究
  • DOI:
    10.1039/c2ra00019a
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    RSC Advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    沈培康;王欣荣;张歆;李娜;王芳芳
  • 通讯作者:
    王芳芳
肺部感染患者军团菌属感染的调查
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中华医院感染学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    史晓红;冀涛;王芳芳;智霞萍;王素萍;SHI Xiao-hong;JI Tao;WANG Fang-fang;ZHI Xia-ping;W
  • 通讯作者:
    W
冻融交替对土壤氮素循环关键过程的影响与机制研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐欢;王芳芳;李婷;伍星
  • 通讯作者:
    伍星
CNTs/La^3+共掺杂TiO2光催化纳米纤维的形貌及性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    上海纺织科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王芳芳;徐山青;郝露
  • 通讯作者:
    郝露
约氏疟原虫感染早期小鼠Tregs/Th17
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国寄生虫学与寄生虫病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈光;刘蕾;毕胜;罗兰;王芳芳;蔡连顺;苏菊香;代月
  • 通讯作者:
    代月

其他文献

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王芳芳的其他基金

病原细菌受体激酶ThrK识别动物激素信号的机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
病原细菌受体激酶PcrK特异识别寄主植物激素分子信号的机制
  • 批准号:
    31400071
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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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

        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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