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生命科學技術學院周子康博士和唐鴻志教授等《細胞·發現》發文: 在冷激蛋白(CspL)協助細胞抵御高溫脅迫的分子機理研究方面取得進展
發布(bu)時間 : 2021-03-17  閱讀次(ci)數 : 969

近日,上(shang)海交通大學生(sheng)命科學技(ji)術學院、微生(sheng)物(wu)代謝(xie)國家(jia)重(zhong)點實驗室微生(sheng)物(wu)分解代謝(xie)團隊的周子(zi)康博士和唐鴻志(zhi)教授等合作在Nature出版集團旗(qi)下(xia)期刊(kan)《Cell Discovery》在線發表了題為“A cold shock protein promotes high-temperature microbial growth through binding to diverse RNA species”的研究論文(2021, 7:1−12; http://doi.org/10.1038/s41421-021-00246-5),揭示了冷激蛋白家族成員CspL協助細胞抵御環境高溫并促進細胞生長的分子機理。

該研究發(fa)現了(le)(le)冷(leng)激(ji)蛋白CspL在(zai)細(xi)胞(bao)高(gao)(gao)溫(wen)脅迫(po)過程中的(de)(de)(de)對(dui)RNA的(de)(de)(de)全局保(bao)(bao)護作(zuo)用。微生(sheng)(sheng)物細(xi)胞(bao)必須在(zai)各(ge)種壓力條件(jian)下(xia)維持(chi)生(sheng)(sheng)理(li)生(sheng)(sheng)化功能穩定。溫(wen)度升高(gao)(gao)會(hui)打(da)破(po)原有的(de)(de)(de)細(xi)胞(bao)內穩態,干(gan)擾正常生(sheng)(sheng)理(li)功能,改變細(xi)胞(bao)結構。提高(gao)(gao)微生(sheng)(sheng)物對(dui)高(gao)(gao)溫(wen)的(de)(de)(de)耐(nai)受性具備潛(qian)在(zai)的(de)(de)(de)應用價值(zhi),如降(jiang)低(di)開(kai)放式發(fa)酵的(de)(de)(de)污(wu)染風險,從而降(jiang)低(di)生(sheng)(sheng)產成本。在(zai)耐(nai)高(gao)(gao)溫(wen)元件(jian)挖掘中發(fa)現一種來源(yuan)于凝結芽孢桿菌2-6的(de)(de)(de)新(xin)型冷(leng)激(ji)蛋白CspL。證實(shi)了(le)(le)CspL可結合mRNA并保(bao)(bao)護其構象,進(jin)而促(cu)進(jin)了(le)(le)細(xi)胞(bao)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)長。

該研究證(zheng)實(shi)了(le)CspL的(de)(de)核(he)苷酸結合(he)功能(neng)并且觀察到的(de)(de)細(xi)胞(bao)生(sheng)長改善的(de)(de)作用是由這(zhe)種結合(he)所介導的(de)(de)。利用RNA-Seq技術進行的(de)(de)全局轉錄組分析(xi)顯示,cspL表達導(dao)致許多基(ji)因(yin)mRNA積累量顯著增加: 在45 ℃時,1,160個基(ji)因(yin)的轉錄本(占大腸桿(gan)菌基(ji)因(yin)組中所有基(ji)因(yin)的27%)在cspL表(biao)達(da)的細胞中(zhong)比對照細胞中(zhong)的積累量更豐富。其中(zhong),cspA的(de)mRNA積累比(bi)對照(zhao)在45 ℃時幾乎提(ti)高了(le)18倍;然而,在37 ℃時,積累量僅有對照(zhao)組的(de)1/10。RIP-seq數據表明,在大腸桿菌體(ti)內(nei),CspL可以與大約600個基(ji)因(yin)的(de)mRNA靶(ba)標(biao)結合,印證了(le)CspL是一種(zhong)轉(zhuan)錄水(shui)平的(de)全局調控因(yin)子的(de)推斷。

該研(yan)究(jiu)工作受(shou)到了科(ke)技(ji)部國家(jia)重點研(yan)發(fa)計劃(項目號2018YFA0901200)、上海市優秀學(xue)(xue)(xue)術帶(dai)頭人(項目號20XD1421900)等項目的支持。周子康博士(shi)和(he)唐(tang)鴻(hong)志(zhi)(zhi)教授(shou)為該論文(wen)的共同第一作者,唐(tang)鴻(hong)志(zhi)(zhi)教授(shou)為論文(wen)的共同通訊(xun)作者。上海交通大(da)學(xue)(xue)(xue)生命科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)術學(xue)(xue)(xue)院白林(lin)泉教授(shou)團(tuan)隊、武漢(han)大(da)學(xue)(xue)(xue)孫宇輝教授(shou)團(tuan)隊等多位成員(yuan)合作參與了該項研(yan)究(jiu)工作。

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