极端嗜热硫化叶菌阿拉伯糖操纵子翻译起始机理的研究

古菌的蛋白质翻译兼有细菌和真核生物的特点，研究古菌翻译起始机制对于揭示生物进化过程中三域生命在蛋白质合成水平的联系与区别具有重要意义。本项目以嗜热古菌硫化叶菌阿拉伯糖操纵子为研究对象，拟通过定量PCR 和报告基因系统分析该操纵子内核酸元件Initiation Element（IE）和Shine-Dalgarno（SD）序列对转录和翻译效率的影响；采用EMSA、Northern blot、Toeprinting技术研究上述元件与核糖体的识别方式以及对mRNA 稳定性的影响；同时利用硫化叶菌超表达系统和Pull-down 实验确证转录和翻译蛋白因子之间的相互作用机理，从而在理论上阐明IE和SD序列的功能、古菌leaderless mRNA翻译起始信号识别模式以及操纵子内采用不同起始方式的原因。

硫化叶菌（Sulfolobus）是极端嗜热古菌的模式微生物，该菌即有其特殊生理特性（高温高酸生长），在生命基本活动等方面（如转录）又是简化的真核生物模板。在此项青年基金研究中，主持人及合作者以硫化叶菌阿拉伯糖操纵子中DNA元件对转录、翻译的影响为研究主线，获得了较好的研究成果。主要成果包括：（1）成功构建了嗜热古菌高效表达系统(Peng et al., 2012, Appl Environ Microbiol);（2）发现了古菌中一个保守的启动子元件IE（即Initiator Element）并揭示该元件增强硫化叶菌基本启动子强度的功能(Ao, …, zhao, et al., 2013, J Bacteriol);（3）在开展古菌转录调控工作期间，作者拓展了酿造微生物分子生态学和益生菌制剂的研究。通过此项青年基金资助下的科研训练，主持人及合作研究生有信心在该领域取得更大的研究成果。