粘球菌M.xanthus渗透胁迫下子实体发育关键应答调控子的研究

粘细菌以其复杂的多细胞子实体形态发生和孢子分化成为研究原核生物胞间信号传导与调控的模式材料。子实体发育是一系列基因在胞间信号传导调控下顺序表达的结果，其中最核心的C信号途径主要由双组分系统（TCSs）组成，使得TCSs一直成为子实体发育调控研究的热点。申请人在前一课题的研究中，获得了一批在淡、海水条件下差异表达的TCSs基因；遗传学分析显示，尽管绝大多数检测的TCSs（15/21）与粘细菌的运动或发育相关，但只有编码DNA结合应答调控子的Mx1093的缺失导致突变株在淡、海水条件下表现出程度显著不同的发育缺陷，提示其是渗透胁迫下粘球菌子实体发育关键的应答调控蛋白。本申请拟通过鉴定其启动子和结合蛋白以及其调控的发育基因，阐明其在渗透胁迫应答及子实体发育中的调控机制。相关结果不仅可以补充和丰富已有的C信号途径，更可以为阐明渗透胁迫乃至其他环境刺激下子实体发育的调控机制奠定基础。

粘细菌以其复杂的多细胞子实体形态发生和孢子分化成为研究原核生物胞间信号传导与调控的模式材料,而双组分系统则是子实体发育调控网络的重要组成。申请人在前一课题的研究中，获得了一批在淡、海水条件下差异表达的TCSs基因；其中编码DNA结合应答调控子的Mx1093的缺失导致突变株在淡、海水条件下表现出程度显著不同的发育缺陷，提示其是渗透胁迫下粘球菌子实体发育关键的应答调控蛋白，命名为DidR。. 本项目首先通过启动子融合技术鉴定了DidR对几个已知的重要发育基因的调控，确定了其位于C信号途径的上游，并通过该途径调控子实体的发育进程；筛选并鉴定了DidR的一个新的靶基因，其编码产物作为一个Na+/H+ antiporter在粘球菌盐胁迫条件下的生长发育中发挥作用；定点突变等研究证实，DidR在磷酸化及非磷酸化状态下分别调控不同基因的转录，且其磷酸化是子实体发育所必须的；RT-PCR显示，didR与其上游3个基因共转录，进一步的研究证实该操纵子负责粘球菌类脂A的合成，通过影响LPS的合成而在子实体的发育生孢中发挥重要作用。上述结果或已投稿或正处于论文整理中。. 基于上述结果，本项目又开展了比较转录组分析，以期获得更多的发育基因；同时也在通过细菌双杂交技术大规模筛选鉴定DidR的互作蛋白，以最终阐明其信号传导途径。因为前期进展不顺，这部分工作还需要更多的时间。. 本项目培养了1名博士、2名硕士，另有2名硕士在读。