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
结题报告
批准号:
31872020
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
张力群
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
项目参与者:
李晋宁、陈福荣、陈伟、马毅楠、张俊威、竹怀婷、张雯怡、唐年珏
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中文摘要
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。
英文摘要
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.
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。
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
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
Characterization the role of GacA-dependent small RNAs and RsmA family proteins on 2,4-diacetylphloroglucinol production in Pseudomonas fluorescens 2P24
表征 GacA 依赖性小 RNA 和 RsmA 家族蛋白对荧光假单胞菌 2P24 中 2,4-二乙酰基间苯三酚生产的作用
DOI:10.1016/j.micres.2019.126391
发表时间:2020-03-01
期刊:MICROBIOLOGICAL RESEARCH
影响因子:6.7
作者:Zhang, Yang;Zhang, Bo;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
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
杆菌肽诱导生防假单胞菌抗生素合成的机制和生物学意义
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    张力群
  • 依托单位:
Fic基因对荧光假单胞菌2P24生防功能的影响及其作用机制
  • 批准号:
    31572045
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    张力群
  • 依托单位:
基于土壤细菌宏基因组克隆新型群体感应信号降解酶基因
  • 批准号:
    31272082
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    张力群
  • 依托单位:
小RNA因子在调控生防假单胞菌2P24抗生素产生和根围定殖能力中的作用
  • 批准号:
    31071725
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    33.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    张力群
  • 依托单位:
细菌群体感应信号降解酶基因的克隆及降解机制解析
  • 批准号:
    30871666
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    32.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    张力群
  • 依托单位:
生防假单胞杆菌2P24群体感应系统上游调控因子的克隆和功能分析
  • 批准号:
    30671403
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    张力群
  • 依托单位:
生防假单胞菌群体感应(quorum-sensing)系统的鉴定和功能分析
  • 批准号:
    30370952
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2003
  • 负责人:
    张力群
  • 依托单位:
通过操纵调控基因提高荧光假单胞菌的生防效果
  • 批准号:
    30100120
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    19.0万元
  • 批准年份:
    2001
  • 负责人:
    张力群
  • 依托单位:
国内基金
海外基金