Pseudomonas putida中czcRS双组分系统对锌离子内稳态调控机制的研究

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基本信息

  • 批准号:
    31700100
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0106.微生物与环境互作
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Zinc is an essential nutrient that plays important roles in numerous physiological processes, as it serves as a cofactor of enzymes and is especially important in the maintenance of protein structure; but excess Zn can have significant toxicity and can act as a potent disrupter of biological system. Based on the gene knockout experiment and reporter gene fusion analysis, we found that three CzcRS two-component systems involved in the Zn homeostasis in Pseudomonas putida, but the transcriptional characteristics of these czcRSs were quite different. The transcription of czcRS1 was inhibited by Zn and Cd, while the transcription of czcRS2 and czcR3 was induced by Cd and Zn, respectively. Other divalent metal ions did not significantly influenced the czcRS transcription. In bacteria, gene transcription is mainly regulated by transcriptional factors. In this regard, this work attempts to screen and characterize the regulators that control the czcRS transcription using bacteria one-hybrid system, chromatin immunoprecipitation and electrophoretic mobility shift assay. The data obtained will valuable for understanding the detailed mechanisms of how P. putida keeps the equilibrium of zinc in cells.
锌离子是微生物生长所必需的过渡态金属离子,在维持酶的催化功能和蛋白质正常结构方面具有不可替代的作用;但当其超过一定浓度会严重影响细胞内的正常生理过程。申请者前期通过基因敲除、报告基因整合和逆转录定量PCR等研究,发现恶臭假单胞菌中三组CzcRS双组分系统与锌离子的输出密切相关,但三者的转录特性存在较大差别。其中czcRS1的转录受到锌离子与镉离子的抑制,而czcRS2与czcR3分别受镉离子与锌离子的诱导。其他二价金属离子没有显著改变czcRS的转录情况。由于原核生物主要依靠转录因子的作用调节靶基因的转录进程, 因此本项目拟综合运用细菌单杂交,染色质免疫共沉淀与凝胶迁移阻滞等技术在基因组范围内探索不同czcRS上游的转录调节蛋白,深入揭示P. putida维持细胞内Zn平衡的分子机制。

结项摘要

假单胞菌代谢类型多样,环境适应性强,分布广。基因组序列分析表明,假单胞菌属的细菌可以分为3个谱系、10个类群。不同类群的假单胞菌在应对环境锌离子胁迫方面表现出了较大的多样性。然而,比较转录组学研究发现,划分为不同类群的假单胞菌菌株均借助CzcRS双组分系统调节细胞内Zn2+的内稳态平衡。本研究以恶臭假单胞菌KT2440为研究对象,在转录组学的基础上,借助细菌单杂交和EMSA实验研究了主要Zn2+响应转录因子对czcRS2和czcR3的转录调节作用。结果表明,一种σ-54依赖型转录调控蛋白PP_5166可以与czcRS2和czcR3调控区内部的ACAW(2,3)CCG模体结合来增强二者的转录。Chip-seq分析显示,PP_5166还与外膜孔蛋白OprL,以及一个编码外膜多糖转运蛋白基因的上游区域发生了结合反应。因此,PP_5166基因不仅参与了假单胞菌中Zn2+内稳态平衡的调控,还与外膜结构的维持密切相关。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Determining the Different Mechanisms Used by Pseudomonas Species to Cope With Minimal Inhibitory Concentrations of Zinc via Comparative Transcriptomic Analyses.
通过比较转录组分析确定假单胞菌用于应对锌的最低抑制浓度的不同机制
  • DOI:
    10.3389/fmicb.2020.573857
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Frontiers in microbiology
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Lei L;Chen J;Liao W;Liu P
  • 通讯作者:
    Liu P
Comparative Transcriptome Analysis of Pseudomonas putida KT2440 Revealed Its Response Mechanisms to Elevated Levels of Zinc Stress.
恶臭假单胞菌 KT2440 的比较转录组分析揭示了其对锌胁迫水平升高的反应机制
  • DOI:
    10.3389/fmicb.2018.01669
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Frontiers in microbiology
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Peng J;Miao L;Chen X;Liu P
  • 通讯作者:
    Liu P

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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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