真菌响应芳香化合物调控靶基因表达的分子机制

芳香化合物在自然界广泛存在，对环境中真菌等微生物的生命活动具有深远影响。真菌响应外界芳香化合物的分子机制未见报道。选择合适研究模型，揭示真菌感应外界芳香化合物调控靶基因表达的胞内分子基础，具有重要理论意义。我们前期发现不同芳香化合物能诱导多个种属真菌漆酶差异表达，且模式真菌双色蜡蘑菌存在两类不同的转录因子，它们可能参与启动子区异生物响应元件XRE结合、进而调控漆酶同工酶差异表达。本项目拟以双色蜡蘑菌的芳香化合物响应转录因子为主要研究对象，结合基因组序列获得参与芳香化合物感应的转录因子基因信息，探明芳香化合物与转录因子的对应关系；同时根据EMSA、定点突变、荧光素酶分析体系等胞外和胞内证据，获悉漆酶基因上游启动子区XRE与转录因子的作用方式，最终在分子水平初步阐明真菌如何响应芳香化合物、进而调控靶基因差异表达的分子机理，为深入揭示真菌等微生物的芳香化合物响应机制研究提供技术模型和理论借鉴。

本项目以双色蜡蘑菌、灵芝菌，特别是栓菌AH28-2菌株为实验材料，分别在转录组水平和漆酶同工酶转录调控水平等对实验菌株效应芳香化合物机制开展研究，结果表明：（1）与对照相比，邻甲苯胺诱导栓菌AH28-2菌株时有391个基因在转录水平发生改变，其中269个基因的转录被激活，122个基因的转录受到了抑制；以愈创木酚为诱导物时，有489个基因的转录发生了改变，251个基因上调，而238个基因发生了下调；以3,5-二羟基甲苯为诱导物时，424个基因在转录水平发生上调，407个基因在转录水平发生了下调。（2）不同芳香化合物暴露下菌株木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶基因转录水平均降低，但5个漆酶和34个细胞色素单氧化酶基因的转录水平均发生上调。（3）采用pull-down技术筛选获得了一个与栓菌AH28-2菌株漆酶同工酶lacA上游调控区特异结合的潜在转录调控因子蛋白（命名为ThHsp A1）。RNA干扰实验证明，ThHsp A1能有效调控芳香化合物暴露下栓菌AH28-2漆酶同工酶的转录水平。项目研究结果为深入揭示真菌等微生物的芳香化合物响应机制研究提供技术模型和理论借鉴。