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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

  1. 土传病原真菌

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

 

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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