生防假单胞菌2P24中RNA结合蛋白RsmA/E对抗生素合成的差异调控

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31872020
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1406.生物防治
  • 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

The Gac/Rsm system in bacteria is responsible for sensing and responding to environmental stimuli and regulating a wide variety of secondary metabolites. In Pseudomonas, the two component system GacS/GacA was used to regulate the transcription of a set of small RNAs, which subsequently bind to RsmA/RsmE proteins and sequester them away from their mRNA targets. RsmA and RsmE in P. fluorescens 2P24 have redundant regulatory roles on most of the known biocontrol characters, including the production of antibiotic 2,4-diacetylphloroglucinol (2,4-DAPG). We hypothesized that RsmA and RsmE only show the different regulation of secondary metabolism under certain adverse conditions. The aim of this study is to find out the environmental conditions under which RsmA and RsmE differentially affect 2,4-DAPG production, and to reveal the regulatory mechanism of the RsmA and RsmE under these conditions. A high-throughput screening system combining the Phenotype Microarray System (Biolog Inc) with a chromogenic reporter of 2,4-DAPG biosynthesis has been established and used to screen the cultural conditions. Molecular genetic and biochemical experiments have been designed to clarify the regulatory mechanisms of RsmA and RsmE on 2,4-DAPG production, including quantification of transcriptional and translational levels of rsmA and rsmE genes, and identification of RsmA/RsmE-binding sites at 5’-UTR of 2,4-DAPG biosynthetic gene transcripts. Further analysis using a novel CLIP-seq technique will show the differences between RsmA- and RsmE-binding transcripts at the whole transcriptome level. The predicted results not only help us to understand the regulation mechanism of antibiotic production in a biocontrol Pseudomonas strain, but also provide us novel cues to understand the roles of redundant regulatory elements in the bacterial adaptive capacity upon environmental stresses.
假单胞菌的RsmA家族蛋白转录后调控次生代谢的表达。菌株2P24中该家族蛋白RsmA和RsmE对大多数生防性状的调控作用相似,表现出冗余性。推测RsmA和RsmE仅在特定逆境条件下才表现出对某些次生代谢的差异调控。本研究基于上述假设设计高通量的筛选方法,筛选RsmA和RsmE差异调控下游基因的环境条件并解析作用机制。利用Biolog表型组试剂盒提供的大量培养条件,筛选到RsmA和RsmE差异调控抗生素2,4-DAPG的条件,通过分子遗传学和生化等手段阐明差异调控机制,包括RsmA和RsmE在转录和翻译水平的表达差异、与靶基因mRNA的结合位点和亲和性等,并进一步通过新的RNA组学技术(CLIP-seq)在整个转录组水平上分析RsmA和RsmE靶位点的差异。研究结果对理解细菌冗余性调控和环境适应机制有重要参考意义。

结项摘要

细菌的RsmA家族蛋白转录后调控次生代谢的表达。假单胞菌2P24中该家族蛋白RsmA和同源蛋白RsmE对大多数生防性状的调控表现冗余性,二者是否在特定条件下差异表达及其差异表达机制尚未知。本课题通过高通量技术筛选RsmA和RsmE差异调控的环境条件和表型,并利用遗传学、生化和表观遗传组学方法研究RsmA和RsmE差异调控的分子机制。首先利用Biolog表型组试剂盒提供的大量培养条件,筛选并试验确认在pH 5.7 KBG条件下RsmA和RsmE差异调控抗生素2,4-diacetyphloroglucinol(2,4-DAPG)合成。再通过分子遗传学和生化等手段,发现酸性条件下(pH 5.7)RsmA和RsmE通过差异结合2,4-DAPG合成基因的mRNA,影响2,4-DAPG合成基因phlA和phlD的翻译,最终表现为2,4-DAPG产量差异。利用荧光RNA凝胶迁移试验首次确认RsmA和RsmE对phlA和phlD mRNA的结合位点。最后进一步利用RIP-seq在全转录组水平分析RsmA和RsmE 靶标差异,探究面对酸刺激(pH 5.7)时RsmA和RsmE的功能变化,发现胞内pH稳态受RsmE影响而不是RsmA。本项目对理解细菌冗余性调控和环境适应机制有重要参考意义。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Fic Proteins Inhibit the Activity of Topoisomerase IV by AMPylation in Diverse Bacteria
Fic 蛋白通过 AMPylation 在多种细菌中抑制拓扑异构酶 IV 的活性。
  • DOI:
    10.3389/fmicb.2020.02084
  • 发表时间:
    2020-08-26
  • 期刊:
    FRONTIERS IN MICROBIOLOGY
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Lu, Can-Hua;McCloskey, Alix;Luo, Zhao-Qing
  • 通讯作者:
    Luo, Zhao-Qing
The Oxidoreductase DsbA1 negatively influences 2,4-diacetylphloroglucinol biosynthesis by interfering the function of Gcd in Pseudomonas fluorescens 2P24
氧化还原酶 DsbA1 通过干扰荧光假单胞菌 2P24 中 Gcd 的功能,对 2,4-二乙酰基间苯三酚生物合成产生负面影响。
  • DOI:
    10.1186/s12866-020-1714-1
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    BMC Microbiology
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Zhang Bo;Zhao Hui;Wu Xiaogang;Zhang Li-Qun
  • 通讯作者:
    Zhang Li-Qun
AidB, a Novel Thermostable N-Acylhomoserine Lactonase from the Bacterium Bosea sp.
AidB,一种来自 Bosea sp. 的新型热稳定 N-酰基高丝氨酸内酯酶。
  • DOI:
    10.1128/aem.02065-19
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Applied and Environmental Microbiology
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Zhang Jun-Wei;Xuan Chen-Guang;Lu Can-Hua;Guo Song;Yu Jin-Feng;Asif Muhammad;Jiang Wen-Jun;Zhou Zhi-Gang;Luo Zhao-Qing;Zhang Li-Qun
  • 通讯作者:
    Zhang Li-Qun
Pseudomonas viciae sp. nov., isolated from rhizosphere of broad bean
豌豆假单胞菌 sp.
  • DOI:
    10.1099/ijsem.0.004373
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Zhao Hui;Ma Yi-Nan;Wu Xiao-Gang;Zhang Li-Qun
  • 通讯作者:
    Zhang Li-Qun
Identification of Benzyloxy Carbonimidoyl Dicyanide Derivatives as Novel Type III Secretion System Inhibitors via High-Throughput Screening
通过高通量筛选鉴定苄氧基亚氨基碳酰二氰化物衍生物作为新型 III 型分泌系统抑制剂
  • DOI:
    10.3389/fpls.2019.01059
  • 发表时间:
    2019-09-05
  • 期刊:
    FRONTIERS IN PLANT SCIENCE
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Ma, Yi-Nan;Chen, Liang;Zhang, Li-Qun
  • 通讯作者:
    Zhang, Li-Qun

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其他文献

群体感应系统对甜瓜果斑病菌MH21致病力的影响
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  • 作者:
    任争光;林敏;姜文君;倪兴雅;梅桂英;韩升才;张力群
  • 通讯作者:
    张力群
生防假单胞菌2P24中mvaT和mvaV基因对PcoI/PcoR群体感应系统的调控作用
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  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    吴小刚;魏亚蕊;刘九成;张力群;Xiaogang Wu1,Yarui Wei2,Jiucheng Liu1,Liqun Zhang1;The Key Laboratory of Plant Pathology,Ministry of;Beijing 100193,China 2College of Agriculture,Inner
  • 通讯作者:
    Beijing 100193,China 2College of Agriculture,Inner
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  • 通讯作者:
    张力群
荧光假单胞菌2P24中phlF基因对抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚产生的影响
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  • 期刊:
    植物病理学报
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    --
  • 作者:
    张力群;周洪友;吴小刚;周宇平;何月秋
  • 通讯作者:
    何月秋
Prediction among spectra data of 1H NMR, Raman and IR in aqueous solutions of ionic liquid
离子液体水溶液中1H NMR、Raman和IR光谱数据预测
  • DOI:
    10.1016/j.molliq.2013.11.007
  • 发表时间:
    2014-02
  • 期刊:
    Journal of Molecular Liquids
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    朱霄;高艳;张力群;李浩然
  • 通讯作者:
    李浩然

其他文献

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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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