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土传病原真菌染色质重塑抵御寄主ROS胁迫研究获进展

来源:微生物所 2020-04-24 08:18

 

近日,中国科学院微生物研究所研究员郭惠珊在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ROS。ROS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VdDpb4和VdIsw2参与寄主ROS胁迫应答和致病性调控;VdDpb4和VdIsw2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VdDpb4或VdIsw2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ISW2在DNA上的定位,有利于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。(生物谷Bioon.com)

 

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