嗜鹽古菌hsp70基因的特殊應激轉錄調控機制

嗜鹽古菌hsp70基因的特殊應激轉錄調控機制

《嗜鹽古菌hsp70基因的特殊應激轉錄調控機制》是依託武漢大學,由黃玉屏擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

  • 中文名:嗜鹽古菌hsp70基因的特殊應激轉錄調控機制
  • 項目類別:面上項目
  • 項目負責人:黃玉屏
  • 依託單位:武漢大學
項目摘要,結題摘要,

項目摘要

Hsp70蛋白是三域生物共有的一種重要的分子伴侶和熱激蛋白。我們研究發現嗜鹽古菌Natrinema sp. J7菌Hsp70系統的三個基因(grpE-hsp70-hsp40)座位排列方式類似於細菌,然而其hsp70基因轉錄和翻譯的方式卻類似於真核生物。雖然J7菌hsp70啟動子中有典型的TATA box,但是沒有與已知熱激元件相類似的保守序列。研究還發現J7菌hsp70基因不僅在熱激時表達量增加,而且在冷激和低鹽環境中表達量也大大增加。為此,本項目將在J7菌基因組序列已經完成的基礎上,確定與其hsp70基因應激轉錄調控相關的基本轉錄因子和調節因子;同時開展hsp70基因在應激條件下轉錄調控的體內外分析;最後對嗜鹽古菌hsp70基因的應激轉錄調控機制提出新的見解。本研究不僅有助於了解Hsp70蛋白在嗜鹽古菌中的功能及古菌適應極端環境的機理,而且有可能發現在古菌中尚缺的高效、可調的啟動子資源。

結題摘要

Hsp70蛋白是三域生物共有的一種重要的分子伴侶和熱激蛋白。我們研究發現嗜鹽古菌Natrinema sp. J7菌Hsp70系統的三個基因(grpE-hsp70-hsp40)座位排列方式類似於細菌,然而其hsp70基因轉錄卻類似於真核生物。雖然J7菌hsp70啟動子中有典型的TATA box,但是沒有與已知熱激元件相類似的保守序列。為此,本項目首先分析了已知的各類嗜鹽古菌hsp70基因啟動子的序列特徵,發現嗜鹽古菌hsp70啟動子中存在一個類似於真核生物kozak序列的一致序列。接著對J7菌及其它嗜鹽古菌中的啟動子一致序列進行了點突變分析,實驗結果表明該kozak類似序列在hsp70基因表達中起重要作用,其中的重要鹼基不僅影響基因的轉錄水平,也影響基因的翻譯效率。為確定參與hsp70基因表達的轉錄因子,我們對J7菌基因組序列中唯一的tbp基因和8個tfb基因進行了表達純化,並製備了相應的多克隆抗體,嘗試了啟動子與轉錄因子的體外相互作用。隨後,建立了Natrinema sp. J7菌的基因敲除系統,對其tfb基因分別進行了敲除,確定參與hsp70基因轉錄的TFB因子。由於前期研究中發現J7菌hsp70基因不僅在熱激時表達增加,而且在冷激和低鹽環境中表達量也大大增加,因此本研究中也開展了Hsp70功能的初步研究,結果表明與細菌相同的是在高溫下缺失hsp70基因的菌株無法正常生長,然而任何條件下,嗜鹽古菌中hsp70基因的缺失都不會改變菌的形態,並且在最適生長條件及低溫下,hsp70基因的缺失也不會影響菌的生長。總之,本項目研究了嗜鹽古菌hsp70基因特徵序列對基因表達的作用,並確定參與基因表達的基本轉錄因子;建立了Natrinema sp. J7菌的基因敲除系統,開展了嗜鹽古菌Hsp70蛋白的功能初步研究。本研究結果說明嗜鹽古菌hsp70基因的表達機制及Hsp70蛋白的功能與細菌的明顯不同,為揭示嗜鹽古菌適應極端環境的機理奠定了良好的基礎。

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