希瓦氏菌硝酸还原多层次调控的分子机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31270097
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    88.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0103.微生物组学与代谢
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31
  • 项目参与者:
    董杨阳; 陈海江; 周光琪; 石苗苗; 蒋耀明; 付慧慧;
  • 关键词:

项目摘要

In Shewanella oneidensis, regulation of nitrate reduction is primarily under the control of a three-component system consisting of one sensing kinase and two DNA-binding responding regulators.A comparative analysis of genomes encoding nitrate reduction enzymes reveals that such a system is omnipresent, representing a novel mechanism for nitrate respirating bacteria to survive in the environments. Therefore, we propose to continue our investigation on this subject, in which we has accumulated an enormous amount of data and published the results on a high-impact Journal. Our focus will be posited on determining effects of the system on nitrate reduction, deciphering its regulatory mechanism at the molecular level, illustrate its status in evolution. In particular, we will first explore significance of each component of the systme in nitrate reduction by a mutational analysis. To this end, in-frame deletion mutants will be constructed and characterized. Second, we will access the essentility of phosphorylation of the DNA-binding regulators using purified proteins and point mutation strains. Third,with both in vivo and in vitro techniques, we will determine the phosphoryaltion pathway and identify the key genes under the control of this three-component system. Last, we will investigate how Crp as a higher level global regulator influences the expression of the systme and subquently nitrate reduction. We believe such a proposal, if granted, will definitely push forward our scientific development in the molecular microbiolgy field, and ensure our leading position in studies on this novel system in Shewanella.
S.oneidensis的硝酸还原途径由一个信号感应蛋白和两个DNA结合调控因子组成的三元系统调控。基因组比较分析发现这种三元系统在一些细菌中普遍存在,因而可能代表着一种适合这类细菌生存的新机制。这个申请中的课题旨在继续深入项目主持人在这方面的研究,进一步在生理生态上,分子生物学上,以及系统进化上对这种非经典的调控系统加深理解。具体地,我们要首先调查该系统各个组成蛋白对硝酸还原途径的影响;其次,弄清DNA结合调控因子磷酸化对其生物功能的必要性;再其次,全面地对这个系统进行体外和体内实验分析,以期了解这个系统的作用机理;最后通过研究此系统对无氧呼吸全局调控因子Crp的响应揭示Crp的作用机理。本课题的立项和实施,将有力推动我国以微生物为载体的分子生物学基础研究的发展,使我们在Shewanella的研究中继续保持国际领先。

结项摘要

Shewanella oneidensis 以其极端广谱的呼吸能力著称。该菌的硝酸还原途径具有很多新颖的特点,已被本课题负责人基本解析。在解析过程中,研究发现该菌硝酸还原途径也具有广泛的代表性:该菌硝酸还原途径由一个信号感应蛋白和两个DNA 结合调控因子组成的三元系统调控。基因组比较分析发现这种三元系统在一些细菌中普遍存在,因而可能代表着一种适合这类细菌生存的新机制。这个申请中的课题旨在继续深入项目主持人在这方面的研究,进一步在生理生态上,分子生物学上,以及系统进化上对这种非经典的调控系统加深理解。课题首先调查了该系统各个组成蛋白对硝酸还原途径的影响;其次弄清了DNA 结合调控因子磷酸化对其生物功能的必要性;接下来全面地对这个系统进行体外和体内实验分析;最后通过研究此系统对无氧呼吸全局调控因子Crp 的响应揭示Crp 的作用机理。在研究过程中,不但全面完成了计划任务,而且发现并在其它课题的交叉支持下弄清了几个长期困扰研究者的 问题,包括电子传递补救途径,亚硝酸的毒性及其机制,以及与之相关的细胞应答机制。这些成果极大地提升了对细菌的亚硝酸生物学的理解,为利用该菌进行含硝酸环境修复奠定基础。

项目成果

期刊论文数量(30)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Evidence for the requirement of CydX in function but not assembly of the cytochrome bd oxidase in Shewanella oneidensis
希瓦氏菌中细胞色素 bd 氧化酶的功能需要 CydX,但不需要组装的证据
  • DOI:
    10.1016/j.bbagen.2014.10.005
  • 发表时间:
    2015-02-01
  • 期刊:
    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-GENERAL SUBJECTS
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Chen, Haijiang;Luo, Qixia;Gao, Haichun
  • 通讯作者:
    Gao, Haichun
Positive regulation of the Shewanella oneidensis OmpS38, a major porin facilitating anaerobic respiration, by Crp and Fur.
Crp 和 Fur 对 Shewanella oneidensis OmpS38(一种促进无氧呼吸的主要孔蛋白)的正向调节
  • DOI:
    10.1038/srep14263
  • 发表时间:
    2015-09-18
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Gao T;Ju L;Yin J;Gao H
  • 通讯作者:
    Gao H
Effects of FlrBC on flagellar biosynthesis of Shewanella oneidensis
FLrBC对希瓦氏菌鞭毛生物合成的影响
  • DOI:
    10.1111/mmi.12731
  • 发表时间:
    2014-09
  • 期刊:
    Molecular Microbiology
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Gao, Tong;Ju, Lili;Yao, Yanlai;Gao,Haichun*
  • 通讯作者:
    Gao,Haichun*
Evidence for function overlapping of CymA and the cytochrome bc1 complex in the Shewanella oneidensis nitrate and nitrite respiration
CymA 和细胞色素 bc1 复合物在希瓦氏菌硝酸盐和亚硝酸盐呼吸中功能重叠的证据
  • DOI:
    10.1111/1462-2920.12457
  • 发表时间:
    2014-10-01
  • 期刊:
    ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Fu, Huihui;Jin, Miao;Gao, Haichun
  • 通讯作者:
    Gao, Haichun
Microbial oxidative stress response: Novel insights from environmental facultative anaerobic bacteria
微生物氧化应激反应:环境兼性厌氧细菌的新见解
  • DOI:
    10.1016/j.abb.2015.08.012
  • 发表时间:
    2015-10-15
  • 期刊:
    ARCHIVES OF BIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Fu, Huihui;Yuan, Jie;Gao, Haichun
  • 通讯作者:
    Gao, Haichun

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    刘福胜
超临界CO2条件下中孔分子筛催化
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    林产化学与工业,2007,27(1),72-76
  • 影响因子:
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  • 作者:
    高海春;于世涛;刘福胜;解从霞
  • 通讯作者:
    解从霞

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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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