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郭惠珊研究组报道土传病原真菌染色质重塑抵御寄主ROS胁迫新发现

作者: 发布时间: 2020.04.23 文章来源:幸运赛车_幸运赛车网址|正规授权

  近日,中国科幸运赛车网址微生物研究所郭惠珊研究员在PLOS PATHOGENS在线发表了题为Verticillium dahliae chromatin remodeling facilitates the DNA damage repair in response to plant ROS stress的研究论文,发现了土传病原真菌通过染色质重塑应对寄主活性氧物质(ROS)的胁迫,修复ROS造成的真菌DNA损伤。 

    

  病原菌与植物的互作过程中,植物病原菌的胞外物质(如真菌细胞壁组分,细菌鞭毛,分泌蛋白等)会诱导植物免疫相关蛋白(如RBOHD)产生大量的ROSROS作为植物防御的第一道防线,一方面启动传递免疫信号,另一方面直接抑制病原菌的生长。ROS可能氧化氨基酸,破坏蛋白功能;氧化脂质体,改变细胞膜通透性,破坏其功能;还可能氧化DNA, 损伤遗传物质。然而,病原菌是否能够抵御ROS的胁迫,进行DNA损伤的修复鲜有报道。在酵母和动植物中发现,染色质重塑复合物通过调节染色质上核小体的分布、染色质的结构以及控制基因的表达等方式来影响细胞的生长发育,并参与DNA修复的调控。病原菌染色质重塑复合物是否应答寄主产生的ROS修复DNA的损伤尚不清楚。 

    

  郭惠珊课题组以造成棉花黄萎病的土传真菌-大丽轮枝菌为研究对象,发现大丽轮枝菌染色质重塑组分VdDpb4VdIsw2参与寄主ROS胁迫应答和致病性调控;VdDpb4VdIsw2在大丽轮枝菌细胞核中互作并共同调控染色质的结构。利用MNase酶切染色质进行电泳定量分析发现,VdDpb4的敲除突变使染色质结构变得更加紧密,而VdIsw2敲除突变使染色质的结构变得更加松散(图)。敲除VdDpb4VdIsw2影响DNA损伤修复速率;染色质免疫共沉淀实验(ChIP)发现VdIsw2结合到DNA修复关键酶基因的启动子区域,而VdDpb4调控染色质重塑复合物ISW2DNA上的定位,有利VdIsw2介导的相关基因的表达,促进DNA损伤修复。 

 

  该研究首次揭示了土传病原真菌染色质重塑复合物抵御寄主ROS胁迫,调整核小体位置,促进DNA损伤修复的作用机理。研究进一步推进了对大丽轮枝菌致病机制的理解,并为其他病原真菌染色质重塑复合物的研究提供了实验基础。 

 

  .  A. 大丽轮枝菌野生型V592,突变体VdΔdpb4VdΔisw2细胞MNase酶消化染色质凝胶电泳图。T: 三核小体,D: 二核小体,M: 单核小体。 B.120U MNase消化泳道T/D/M条带的相对强度分布。C. 大丽轮枝菌VdISW2 复合物的可能作用模型。 

 

  郭惠珊组博士生王胜和武雪明为共同第一作者,郭惠珊研究员为通讯作者。该研究受到国家自然科学基金、中国科幸运赛车网址战略性先导研究计划和中国科幸运赛车网址科技幸运赛车网址的资助。