Journal of Advanced Research：科学家们为蓝霉病的防治提供潜在靶点

扩展青霉是一种重要的、具有侵略性的子囊真菌，分布在世界各地。它能在苹果、梨、桃、樱桃、葡萄等多种水果上引起蓝霉病，造成巨大的经济损失。舒展草也被认为是一种主要的展霉素生产者。

棒曲霉素是水果和水果制品中常见的真菌毒素污染物，是通过聚酮途径生物合成的次生代谢物。它是剧毒的，可引起长期的健康问题，如器官突变、遗传毒性和致癌。许多国家都规定了食品中感冒素的安全限量。因此，深入研究展布草生长、致病性和展布霉素生物合成的调控机制，对防治蓝霉病和展布霉素污染具有重要意义。

组蛋白H3K4甲基化是真核生物多种生物过程的重要表观遗传调控机制，是蛋白质翻译后修饰(PTMs)的重要类型之一。H3K4甲基化由Set1/ MLL相关复合物(Set1/COMPASS、MLL/COMPASS或类似COMPASS)催化。

酵母只有一个Set1/COMPASS复合物，包含催化核心Set1(也称为H3K4甲基转移酶)和其他七个组分，Bre2 (Cps60)、Sdc1 (Cps25)、Spp1 (Cps40)、Swd1 (Cps50)、Swd2 (Cps35)、Swd3 (Cps30)和Shg1 (Cps15)。

图片来源：https://doi.org/10.1016/j.jare.2023.10.001

近日，来自中国科学院的研究者们在Journal of Advanced Research杂志上发表了题为“Set1/COMPASS regulates growth, pathogenicity, and patulin biosynthesis of Penicillium expansum via H3K4 methylation and the interaction with PeVelB”的文章，该研究揭示了Set1/COMPASS通过H3K4甲基化和与PeVelB的相互作用调控扩展青霉的生长、致病性和展霉素生物合成。

扩展青霉是一种有害的植物真菌病原体，可引起蓝霉病，产生霉菌毒素展霉素，造成巨大的经济损失和食品安全隐患。Set1相关复合体Set1/COMPASS将组蛋白H3的赖氨酸4甲基化，与真菌多种生物过程中的基因表达相关。然而，Set1/COMPASS的功能和潜在机制在P. expansum中尚未明确。本研究旨在鉴定Set1/COMPASS，并探讨其对P. expansum生长、致病性和扩展青霉生物合成的调控机制。

扩展青霉中除Set1外Set1/COMPASS组分的鉴定

图片来源：https://doi.org/10.1016/j.jare.2023.10.001

研究者通过系统发育关系分析、保守结构域分析和基因缺失分析对Set1/COMPASS的组分进行鉴定。对基因缺失突变体进行表型分析和耐受性试验，分析这些组分的功能。通过酵母双杂交、共免疫沉淀(Co-IP)和点突变来验证蛋白相互作用。Western blot检测H3K4甲基化水平。

P. expsum拥有Set1/COMPASS除PeSet1外的6个组件。这两种成分的缺失导致了H3K4甲基化水平的降低、生长、致病性和展霉素生物合成的受损，以及对胁迫反应的改变。发现PeBre2p的一个组分在PeBre2p的Asp294位点与保守的全局调控因子PeVelB (VelvetLike protein B)相互作用。

这种相互作用影响了真菌的生长和对果糖、乳糖、甘氨酸和脯氨酸的利用。本研究揭示了Set1/COMPASS在真菌生长和营养利用中的重要作用，首次阐明了PeBre2p和PeVelB在真菌生长和营养利用中的联合调控作用。这些结果将为蓝霉病的防治提供潜在靶点。

Set1/COMPASS组分影响扩张青霉的生长、致病性和展霉素的生物合成

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研究者鉴定出了P. expansum中Set1/COMPASS的6个组成部分，包括PeBre2p、PeSdc1、PeSpp1、PeSwd1、PeSwd2和PeSwd3。这些成分是H3K4甲基化所必需的，并参与致病性和展霉素的生物合成过程。此外，PeBre2p与真菌特异性的全局调控因子PeVelB相互作用，而PeBre2p的Asp294残基是相互作用所必需的。

蛋白质相互作用调节着白杨对各种碳氮源的利用和生长。本研究结果揭示了Set1/COMPASS介导的组蛋白甲基化对P的致病性和霉菌毒素产生的关键作用。为防治蓝霉病和展霉素污染提供新的靶点和防治策略。PeVelB和PeBre2p相互作用的调控机制有待进一步研究。（生物谷 Bioon.com）

参考文献：

Xiaodi Xu et al. Set1/COMPASS regulates growth, pathogenicity, and patulin biosynthesis of Penicillium expansum via H3K4 methylation and the interaction with PeVelB. J Adv Res. 2024 Aug:62:47-57. doi: 10.1016/j.jare.2023.10.001.