解淀粉芽孢杆菌中非编码RNA FenS对丰原素合成酶基因表达调控的研究

基本信息
批准号:31801524
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:22.00
负责人:卢河东
学科分类:
依托单位:淮阴工学院
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:赵立,王小花,耿程欣,张嘉恒,周振
关键词:
非编码RNA芽孢菌代谢丰原素生物活性成分
结项摘要

Fengycin,as a antimicrobial peptide, is produced by Bacillus spp and displays potent antifungal activity against filamentous fungi. Therefore, it exhibits potential application in food preservation and other fields. At present, the production of Fengycin is quite low through fermentation, and the molecular mechanism of fengycin synthesis is still unclear; furthermore, the study about non-coding RNA involved in the post transcriptional regulation of genes has not been reported. Therefore, the feasibility of genetic modification in strain to increase fengycin production is limited due to the lack of the information involved in expression and regulation mechanism of fengycin synthetase gene. In view of this scientific issue, Bacillus amyloliquefaciens is taken as a research object, and the mechanism of interaction between non-coding RNA FenS and gene of fengycin synthetase is going to be investigated in this project. The investigation of the effect of FenS on fengycin synthesis will be performed through knockout and overexpression of FenS gene which is targeting regulatory relations with fengycin synthase gene. Furthermore, the proteomic analysis and site directed mutagenesis will be used to investigate the fengycin synthesis mechanism regulated by sRNA. As a result, the theoretical basis is to be provided for improving fengycin yield by genetic modification of Bacillus amyloliquefaciens.

丰原素是一类由解淀粉芽孢杆菌代谢产生,对丝状真菌具有显著抑菌活性的生物源抗菌肽,在食品防腐等领域具有潜在的应用价值。目前,丰原素产量较低,国内外对丰原素合成的分子调控机理不甚了解,由非编码RNA参与的基因转录后调控更是未见报道。由于缺乏对丰原素合成酶基因表达调控机制的了解,限制了研究人员在分子水平上改造菌株,提高丰原素产量的可行性。针对这一科学问题,本项目以解淀粉芽孢杆菌为研究菌株,对非编码RNA FenS参与丰原素合成酶基因的转录后调控机制进行探讨。通过敲除和过表达与丰原素合成酶基因存在靶向调控关系的非编码RNA FenS,探索FenS对丰原素合成的影响;结合蛋白组学分析及定点突变技术,分析FenS调控fengycin合成的分子机理,为从分子水平上改造解淀粉芽孢杆菌,提高丰原素产量提供理论依据,同时为生物源食品防腐剂的工业化利用奠定基础。

项目摘要

为了揭示解淀粉芽孢杆菌丰原素合成代谢的转录后调控机制,本课题通过对非编码RNA序列sRNA783进行基因序列分析,获得了一段与丰原素合成相关的非编码RNA(FenSr3),该序列位于转录组测序链的正义链上,由355个核苷酸组成。利用穿梭质粒pCBS以及过表达载体pHT43结合同源重组技术,对解淀粉芽孢杆菌FenSr3基因进行敲除和过表达,成功构建了FenSr3基因缺失突变菌株LPB-18N和基因过表达突变菌LPB-18P,结果显示,敲除菌株LPB-18N相比于原始菌株,其Fengycin产量由190.908 mg/L可增加到327.598 mg/L,提高72%。过表达菌株LPB-18P Fengycin产量由190.464 mg/L减少到38.6 mg/L。通过对非编码RNA FenSr3与靶标半衰期分析,证明了非编码RNA FenSr3在解淀粉芽孢杆菌中的负调控功能。利用大分子互作技术(MST)分析了非编码RNA FenSr3基因与靶基因的互作关系,证明了FenSr3与靶mRNA上的作用位点的结合趋势,揭示了FenSr3能够分别与Fengycin合成酶基因中的两个靶mRNA通过碱基互补配对作用结合。通过对解淀粉芽孢杆菌LPB-18N和原始菌株LPB-18进行转录组学和蛋白质组学分析,共筛选得到了1673个差异显著表达的基因,其中显著上调差异基因有702个,显著下调差异基因有971个,这些差异显著基因主要集中在物质代谢,糖酵解,脂肪酸代谢,氨基酸代谢和基因转录调控等过程中。相关研究主要从转录后水平研究解淀粉芽孢杆菌LPB-18 fengycin合成代谢调控机理,为从分子水平改良解淀粉芽孢杆菌,提高的fengycin合成代谢提供理论依据。本研究验证了非编码RNA FenSr3在解淀粉芽孢杆菌LPB-18 fengycin合成代谢中的分子功能,获得了非编码RNA与靶基因mRNA主要通过剪辑互补配对作用结合的作用机制,在本项目的资助下,课题组发表SCI论文3篇,录用中文核心期刊论文1篇,申请发明专利1件,授权发明专利1件。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
4

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
5

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

DOI:
发表时间:

卢河东的其他基金

相似国自然基金

1

生防解淀粉芽孢杆菌CC09菌株环脂肽合成酶基因的转录调控机理研究

批准号:31272081
批准年份:2012
负责人:刘常宏
学科分类:C1406
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
2

解淀粉芽孢杆菌高效表达体系的建立及其高效表达机制的初步研究

批准号:31702149
批准年份:2017
负责人:王慧
学科分类:C1706
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
3

解淀粉芽孢杆菌对巨噬细胞极化的影响及其信号通路解析

批准号:31472128
批准年份:2014
负责人:李卫芬
学科分类:C1706
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
4

解淀粉芽孢杆菌嘧啶操纵子对胞苷过量合成的转录调控机制研究

批准号:31301542
批准年份:2013
负责人:方海田
学科分类:C2003
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目