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嗜热凝结芽孢杆菌DNA甲基化模式的温度响应机制
结题报告
批准号:
31870088
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
陶飞
依托单位:
学科分类:
C0106.微生物与环境互作
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴雨桐、Zhadyra Sagyman、陈知非、姜珊、彭源
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中文摘要
甲基化是细菌中普遍存在的表观修饰,参与DNA复制、细菌毒力、抗生素抗性等重要生命活动。嗜热凝结芽孢杆菌,是一种重要的工业菌株,热耐受性好(可开放发酵)、耐贫瘠、鲁棒性好,具有发展成为平台菌株的巨大潜力和优势。课题组在前期的单分子实时测序(SMRT)研究中发现其DNA甲基化的程度和模式会随着温度变化而改变,暗示了DNA甲基化和嗜热之间存在关联,这一现象在以往的研究中尚未见报道。本课题以此为契机,拟系统地研究凝结芽孢杆菌的DNA甲基化形成机制与生理功能,以阐明甲基化在细菌耐热中的作用。本课题将综合分析已经获得的SMRT测序和RNA-Seq结果,对甲基化响应关键基因进行克隆和鉴定。同时,鉴定受甲基化调控的靶基因,并研究其和温度适应的关系。预期本研究可阐明凝结芽孢杆菌中甲基化的形成机制,揭示DNA表观修饰和细菌耐热之间的联系,并有望发现新的细菌嗜热机制。
英文摘要
Methylation is the most common epigenetic modification in bacteria, which is involved in replication, virulence, antibiotic resistance, and other important physiological activities. With excellent thermos-tolerance (open condition fermentation), high carbon metabolic rate, barren resistance, good robustness, Bacillus coagulans strains are considered as important industrial strains, which have potential for developing chasses of synthetic biology. Previous research SMRT sequencing shows that DNA methylation patterns of Bacillus coagulans strains change with the temperature change. This suggests an important metabolic function of DNA methylation in temperature adaptation. In this proposal, epigenetics of two genome-sequencing Bacillus coagulans strains will be systematically investigated including DNA methylation pattern, methylation mechanism, and methylation related physiological function. The expectation is to reveal the epigenetic DNA modification mechanism, and to clarify the role of methylation in strain temperature adaptation. A comprehensive analysis will be firstly conducted based on the previous results obtained in SMRT and RNA-Seq, to look for key genes involved in methylation pattern formation. Then the genes will be cloned, expressed and characterized. Simultaneously, the comprehensive analysis will be used to look for target genes which are regulated by methylation. The target genes will be overexpressed and knocked out for investigating the relationship between the methylation and heat resistance. It is expected that methylation mechanism of Bacillus coagulans will be elucidated and new mechanism of heat tolerance might be discovered in this research.
甲基化是细菌中普遍存在的表观修饰,参与DNA复制、细菌毒力、抗生素抗性等重要生命活动。嗜热凝结芽孢杆菌,是一种重要的工业菌株,热耐受性好(可开放发酵)、耐贫瘠、鲁棒性好,具有发展成为平台菌株的巨大潜力和优势。课题组在前期的单分子实时测序(SMRT)研究中发现其DNA甲基化的程度和模式会随着温度变化而改变,暗示了DNA甲基化和嗜热之间存在关联,这一现象在以往的研究中尚未见报道。本课题以此为契机,系统地研究了凝结芽孢杆菌的DNA甲基化形成机制与生理功能,阐明了甲基化在细菌耐热中的作用。本课题综合分析了已经获得的SMRT测序和RNA-Seq结果,对甲基化响应关键基因进行了克隆和鉴定。同时,鉴定了受甲基化调控的靶基因,并研究其和温度适应的关系。本研究阐明了凝结芽孢杆菌中甲基化的形成机制,揭示了DNA表观修饰和细菌耐热之间的联系,发现了新的细菌嗜热机制。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Enabling QTY Server for Designing Water-Soluble α-Helical Transmembrane Proteins.
启用 QTY 服务器来设计水溶性 α 螺旋跨膜蛋白
DOI:10.1128/mbio.03604-21
发表时间:2022-02-22
期刊:mBio
影响因子:6.4
作者:Tao F;Tang H;Zhang S;Li M;Xu P
通讯作者:Xu P
Harnessing Interactional Sensory Genes for Rationally Reprogramming Chaotic Metabolism
利用相互作用的感觉基因来合理地重新编程混沌代谢
DOI:10.34133/research.0017
发表时间:2022-01
期刊:RESEARCH
影响因子:11
作者:Chunlin Tan;Ping Xu;Fei Tao
通讯作者:Fei Tao
DOI:10.1016/j.tibtech.2022.09.012
发表时间:2022
期刊:Trends Biotechnol
影响因子:--
作者:Chunlin Tan;Ping Xu;Fei Tao
通讯作者:Fei Tao
Eliminating host-guest incompatibility via enzyme mining enables the high-temperature production of N-acetylglucosamine.
通过酶挖掘消除主客体不相容性,实现 N-乙酰氨基葡萄糖的高温生产
DOI:10.1016/j.isci.2022.105774
发表时间:2023-01-20
期刊:ISCIENCE
影响因子:5.8
作者:Wu, Yutong;Liu, Jiongqin;Han, Xiao;Meng, Xuanlin;Li, Mengke;Wang, Jing;Xue, Hongsong;Yang, Yuhan;Xu, Ping;Tao, Fei
通讯作者:Tao, Fei
DOI:https://doi.org/10.1038/s41421-021-00246-5
发表时间:2021
期刊:Cell Discovey Accepted
影响因子:--
作者:Zikang Zhou;Hongzhi Tang;Weiwei Wang;Lige Zhang;Fei Su;Yuanting Wu;Linquan Bai;Sicong Li;Yuhui Sun;Fei Tao;Ping Xu
通讯作者:Ping Xu
基于QTY水溶化设计的组氨酸激酶跨膜信号转导机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    陶飞
  • 依托单位:
恶臭假单胞菌B6-2中联苯降解相关外排泵基因簇ttgABC和ttgGHI的生理功能与调控
  • 批准号:
    31570101
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    陶飞
  • 依托单位:
基于合成生物学理念的工程菌构建关键技术研究
  • 批准号:
    31100078
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    陶飞
  • 依托单位:
国内基金
海外基金