南极适冷菌Psychrobacter sp. G温度与盐度胁迫下基因表达谱分析及冷/热激基因应答机制研究

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基本信息

  • 批准号：
    41176174
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    70.0万
  • 负责人：
    林学政
  • 依托单位：
    自然资源部第一海洋研究所
  • 学科分类：
    D0615.极地科学
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

独特的地理环境和气候特征造就了独特的极地微生物，广泛存在于极区的海冰更是一个特殊的生存环境，海冰微生物分子生态学及其适应机制是近年来微生物学研究领域的热点。本项目拟以极地海冰适冷菌Psychrobacter sp. G(已基因组测序)为研究对象，通过最适生长条件与不同温度（冷激/热激）与盐度（低盐/高盐）胁迫条件下的基因表达转录组测序比较分析，从基因组水平分析对其温度/盐度胁迫的响应机制；利用实时荧光定量PCR技术从转录水平研究冷激/热激基因对不同程度与时间的冷激/热激胁迫、不同浓度与时间的盐度胁迫以及温度/盐度协同胁迫的响应机制；通过构建冷激/热激基因的异源表达体系和纯化冷激/热激蛋白，制备多克隆抗体，利用Western blot从蛋白水平上研究冷激/热激基因对温度与盐度胁迫的响应机制。本研究对丰富和发展极地生物学生境适应性理论，抗冻/抗盐功能基因的发现与潜在应用，都有着重要的意义。

结项摘要

特殊的地理、环境和气候特征造就了独特的极地微生物，其环境适应性机制是近年来微生物学领域的研究热点之一。本项目利用基因组和转录组测序、qRT-PCR和western blotting等技术研究了南极适冷菌Psychrobacter sp. G对不同温度/盐度胁迫的应答特征，主要研究结果如下：.(1) 基因组测序和温度/盐度适应性.菌株G的全基因组包括1个环形染色体和3个质粒，染色体包含2614个CDSs，12个rRNA操纵子和48个tRNAs；其生长温度为0-30 ℃，盐度为0-120，最适生长温度和盐度分别为20 ℃和45。.(2) 不同温度/盐度胁迫条件下的基因表达谱特征.与对照组(20 ℃)相比，冷激(0 ℃)后菌株G分别有11个基因的表达显著上调和46个基因的表达显著下调；热激(30 ℃)后分别有12个基因的表达显著上调和48个基因的表达显著下调。.与对照组(45)相比，高盐(90)胁迫后菌株G表达量显著上升的基因有273个，表达量显著下降的基因有175个；低盐(0)胁迫后菌株G表达量显著上升的基因有251个，表达量显著下降的基因有161个。.(3) 冷激/热激蛋白基因对不同胁迫的应答特征.基因Csp2039在转录水平和翻译水平上均能被低温迅速诱导，为典型的冷激蛋白；且在转录水平上高温(30 ℃)胁迫也能诱导其表达。Hsp845在转录水平和翻译水平均被高温诱导增加；在转录水平上，Hsp845会被低盐(0)和高盐(90和120)诱导增加；在翻译水平上，Hsp845仅在高盐时表达量增加。.(4) 部分功能未知基因的功能验证.对温度胁迫后表达量显著变化的部分功能未知基因对其功能进行了验证与深入深入研究。如假定蛋白基因PSYCG_03870在mRNA水平上被高温和高盐诱导，翻译水平比转录水平的应答相对落后；温/盐协同胁迫时，温度对蛋白表达的作用明显大于盐度。.(5) 基因Usp1141和OmpR503对温度/盐度胁迫的应答特征.qRT-PCR表明，温度变化对Usp1141基因表达的影响不大；低盐(0，15)胁迫会显著抑制其表达，而高盐(90，120)胁迫则会显著促进其表达。高盐和低温(0，10 ℃)均可显著诱导基因OmpR503的表达，高温(30 ℃)抑制其表达；温盐协同胁迫(0 ℃，90)可显著促进其表达。

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（1）
专利数量（0）
Characterization and expression analysis of three cold shock protein (CSP) genes under different stress conditions in the Antarctic bacterium Psychrobacter sp. G
南极细菌 Psychrobacter sp. 不同胁迫条件下三个冷休克蛋白 (CSP) 基因的特征和表达分析。
  • DOI：
    10.1007/s00300-012-1191-6
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Polar Biology
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Song Weizhi;Lin Xuezheng;Huang Xiaohang
  • 通讯作者：
    Huang Xiaohang
南极适冷菌Psychrobacter sp. G普遍胁迫蛋白(USP)基因的克隆及其胁迫条件下的应答特征分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    海洋科学进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    宋维志;林学政;车帅
  • 通讯作者：
    车帅
Response of Heat-Shock Protein (HSP) Genes to Temperature and Salinity Stress in the Antarctic Psychrotrophic Bacterium Psychrobacter sp. G
南极耐冷细菌 Psychrobacter sp. 热休克蛋白 (HSP) 基因对温度和盐度胁迫的响应。
  • DOI：
    10.1007/s00284-013-0409-3
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Current Microbiology
  • 影响因子：
    2.6
  • 作者：
    Che Shuai;Song Weizhi;林学政
  • 通讯作者：
    林学政
complete genome sequence of Antarctic bacterium Psychrobacter sp. strain G
南极细菌 Psychrobacter sp. 的完整基因组序列。
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Genome Announcements
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Song Weizhi;Yang Meng;Liu Guiming;林学政
  • 通讯作者：
    林学政
南极适冷菌Psychrobacter sp. G冷激蛋白基因Csp2039的表达分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    海洋科学进展
  • 影响因子：
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  • 作者：
    李阳;车帅;王桢;林学政
  • 通讯作者：
    林学政

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其他文献

海洋菌株y3的分离鉴定及其异养硝化-好氧反硝化特性
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    环境科学
  • 影响因子：
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  • 作者：
    张培玉;林学政;徐光耀;李津
  • 通讯作者：
    李津
环境因子对南极菌Pseudoalteromonas sp.S-15-13多糖合成关键酶UGD基因表达的影响
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  • 作者：
    李光友;谭姣姣;沈继红;何培青;林学政;李江
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    李江
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    2016
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  • 作者：
    孙庆花;于德爽;张培玉;林学政;李津
  • 通讯作者：
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海洋菌株 y3 的分离鉴定及其异养硝化- 好氧反硝化特性
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  • 期刊：
    环境科学
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  • 作者：
    孙庆花;于德爽;张培玉;林学政;徐光耀;李津
  • 通讯作者：
    李津
1株海洋异养硝化-好氧反硝化菌的分离鉴定及脱氮特性
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  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    环境科学
  • 影响因子：
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  • 作者：
    于德爽;张培玉;林学政;李津
  • 通讯作者：
    李津

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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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