m4C DNA methylation regulates biosynthesis of daptomycin in Streptomyces roseosporus L30.
m4C DNA methylation regulates biosynthesis of daptomycin in Streptomyces roseosporus L30.
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m4C DNA 甲基化调节玫瑰孢链霉菌 L30 达托霉素的生物合成
DOI：
10.1016/j.synbio.2022.06.001
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发表时间：
2022-12
影响因子：
4.8
通讯作者：
Li, Yong-Quan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fang, Jiao-Le;Gao, Wen-Li;Xu, Wei-Feng;Lyu, Zhong-Yuan;Ma, Lie;Luo, Shuai;Chen, Xin-Ai;Mao, Xu-Ming;Li, Yong-Quan
尽管对放线菌单基因转录水平调控的研究很多，但基于表观遗传修饰的整体调控还没有得到很好的研究。N4-甲基胞嘧啶（m4 C）是放线菌基因组中丰富的表观遗传标记，但其调控机制尚不清楚。在这项研究中，我们确定了玫瑰孢链霉菌L30中的m4 C甲基转移酶（SroLm 3），并进行了多组学研究，揭示了SroLm 3作为次级代谢的全球调节剂。值得注意的是，与野生型相比，Δ sroLm 3菌株中的三个BGC表现出降低的表达。玫瑰孢链霉菌L30中sroLm 3的框内缺失进一步揭示了其在增强达托霉素生产中的作用。综上所述，我们对m4 C甲基转移酶进行了表征，揭示了m4 C在次生代谢调控和红色素生物合成中的功能，并定位了一系列以m4 C甲基化为主导的达托霉素生物合成新调控因子。我们的研究进一步表明，m4 C DNA甲基化可能有助于从初级代谢到次级代谢在放线菌代谢开关。
Despite numerous studies on transcriptional level regulation by single genes in drug producing Actinomyces, the global regulation based on epigenetic modification is not well explored. N4-methylcytosine (m4C), an abundant epigenetic marker in Actinomycetes’ genome, but its regulatory mechanism remains unclear. In this study, we identify a m4C methyltransferase (SroLm3) in Streptomyces roseosporus L30 and multi-omics studies were performed and revealed SroLm3 as a global regulator of secondary metabolism. Notably, three BGCs in ΔsroLm3 strain exhibited decreased expression compared to wild type. In-frame deletion of sroLm3 in S.roseosporus L30 further revealed its role in enhancing daptomycin production. In summary, we characterized a m4C methyltransferase, revealed the function of m4C in secondary metabolism regulation and biosynthesis of red pigment, and mapped a series of novel regulators for daptomycin biosynthesis dominated by m4C methylation. Our research further indicated that m4C DNA methylation may contribute to a metabolic switch from primary to secondary metabolism in Actinomyces.
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