长非编码RNA参与烟曲霉锌离子摄取机制研究

Aspergillus fumigatus can invade the lungs of immunocompromised individuals causing a life-threatening disease called invasive pulmonary aspergillosis (IPA). When A.fumigatus grows as a pathogen, it must necessarily obtain zinc from the zinc-limiting environment provided by host tissue which hence be critical for fungal virulence. Long non-coding RNAs (long ncRNAs, lncRNA) may comprise a regulatory network that including transcription factors, finely control gene expression in complex eukaryotes. Our knowledge of their function, mode of action, and interacting factors are extremely limited in Aspergillus fumigatus. In previous work, we found a special lncRNA Af-1053 associated to zinc homeostasis. The transcription location of Af-1053 is upstream nearby zinc-responsiveness transcriptional activator (ZafA). Af-1053 is knocked out in mutation AF1053 which shows diminished growth capacity in zinc-limiting environment. The project intends to study the expression of Af-1053 in Aspergillus fumigatus zinc intake process, to clarify its role in the regulation of ZafA mediated zinc ions-uptake, and to explore its relationship with Aspergillus fumigatus virulence. The completion of this project will expand the knowledge of mechanism on trace element uptaking in Aspergillus fumigatus, and reveal the molecular mechanism of Aspergillus fumigatus infection, which may provide a new ideason looking for potential antifungal target.

烟曲霉可以引起侵袭性肺曲霉病，在感染人体的过程中，烟曲霉可以利用特殊的锌摄取机制，从宿主体内的低锌环境中获取锌离子，对锌的摄入能力与烟曲霉的致病力直接相关。长非编码RNA广泛参与了真核生物的基因调控，然而在丝状真菌中的研究尚少,在烟曲霉中对lncRNA功能的研究迄今未见报道。在前期工作中，我们发现一段lncRNA Af-1053可能与烟曲霉对锌离子的摄取有关，其转录起始位置在锌敏感转录激活因子ZafA上游，Af-1053缺失的突变株对于锌离子的摄取存在障碍。在此基础上，本项目拟研究 Af-1053在烟曲霉锌摄取过程中的表达规律和作用，阐明其对于ZafA介导锌离子摄取的调控机制，并探讨其与烟曲霉致病力的关系。项目的完成将拓展人们对于烟曲霉微量元素摄取机制的认识，有助于揭示烟曲霉感染的分子机理，为寻找潜在的抗真菌靶标提供新的思路。

烟曲霉是一类严重威胁人类健康的致病菌，可以人的侵袭性肺曲霉病，在感染过程中，烟曲霉可以利用特殊的锌摄取机制从宿主体内的低锌环境中获取锌离子，对锌的摄入能力与烟曲霉的致病力直接相关。长非编码RNA广泛参与了真核生物的基因调控，然而在丝状真菌中的研究尚少,在烟曲霉中对lncRNA功能的研究迄今未见报道。本项目在已经获得烟曲霉锌离子摄取能力缺陷株 AF1053 的基础上，明确 lncRNAAf-1053 在锌摄取过程中的表达规律及其在锌局限环境下对烟曲霉生长 能力的影响，阐明 Af-1053 与烟曲霉致病力的关系；探讨lncRNA Af-1053调控ZafA介导锌离子摄取的分子机制。经过项目组成员三年的努力，基本完成了研究目标，明确了长非编码RNAaf-1053序列信息和染色体定位，进一步的研究表明：lncRNA af-1053可以显著抑制烟曲霉在锌局限环境下的生长能力，同时降低烟曲霉的致病力，在相关分子机制方面，我们发现af-1053的缺失会抑制其下游ZafA的表达，进而干扰锌转运蛋白ZrfA/B对锌离子的运输，影响烟曲霉对锌离子的摄取同时ZrfC的表达不受影响，这提示烟曲霉对于锌的摄取存在更复杂的机制。研究取得的成果将有助于拓展人们对于烟曲霉微量元素摄取机制的认识，揭示烟曲霉感染的分子机理，为寻找潜在的抗真菌靶标提供新的思路。