耐辐射球菌DrRRA在极端电离辐射抗性中的作用机制研究

反应调节蛋白是双组分系统的一个重要组分，在原核生物信号转导途径中起重要作用。在前期研究中，我们发现了一个与耐辐射球菌极端电离辐射抗性相关的反应调节蛋白（DrRRA），其基因突变株对电离辐射等DNA损伤介质非常敏感，但具体的作用机制还不清楚。本项目拟通过建立组氨酸激酶和反应调节蛋白之间的体外磷酸转移体系，来确立与该反应调节蛋白耦联的伴侣组氨酸激酶；运用基因组学和蛋白组学方法以及基因组SELEX技术，结合实时定量PCR和体外凝胶迁移实验来鉴定受该反应调节蛋白直接调控的下游靶基因并研究其功能；运用酵母双杂交、串联亲和纯化及免疫共沉淀方法鉴定该反应调节蛋白的互作蛋白和蛋白复合体，并研究互作蛋白对DrRRA生物学功能的影响。通过本研究阐明反应调节蛋白DrRRA起作用的分子机制，加深对极端微生物环境适应机制的认识，并为该蛋白在放射线污染区和肿瘤放疗中的开发利用奠定基础。

耐辐射球菌是能够忍受强烈电离辐射和强氧化剂等极端环境的微生物，其超强的外界胁迫抗性主要源于高效的DNA损伤修复机制和抗氧化保护作用。本项目利用生物信息学、基因组学、蛋白组学、基因突变技术、生物化学等方法研究了与极端抗性相关的一个重要反应调节蛋白DrRRA，筛选并鉴定了直接受其调控的重要DNA损伤反应蛋白DdrI并发现该蛋白在信号转导、新陈代谢和能量转运中具重要作用，同时研究了DrRRA与其它重要调控蛋白如PprI之间的关系，发现PprI和DrRRA在胞内起协同作用，且PprI部分调控DrRRA的表达，进一步明确了DrRRA网络调控机制。当耐辐射球菌面临强大电离辐射时，DrRRA通过启动或加强胁迫反应蛋白表达、调控胞内能量和代谢相关基因表达。同时研究了一些重要抗性相关蛋白如DR0199、DR2539和DRB0067，证明了它们共同抵御外界胁迫。研究结果揭示了反应调节蛋白及其相关蛋白在极端微生物抗性中起作用的分子机制，加深了对极端微生物环境适应机制的认识。