《細菌基因組上DNA磷硫醯化修飾的豐度和序列特異性》是依託上海交通大學，由由德林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：細菌基因組上DNA磷硫醯化修飾的豐度和序列特異性
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：由德林
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
DNA磷硫醯化修飾是首次在DNA大分子骨架上發現的表觀遺傳修飾。該修飾廣泛存在於細菌中並具有序列和手性特異性。為了檢測大腸桿菌Escherichia coli B7A基因組水平上DNA磷硫醯化修飾位點，發展了單分子實時測序（single molecule real-time sequencing, SMRT）和碘切割依賴的深度測序（deep sequencing of iodine-induced cleavage,ICDS）兩種技術。B7A基因組磷硫醯化修飾主要發生在部分的雙鏈的GpsAAC/GpsTTC序列上。本項目在此基礎上，擬測定多個細菌基因組磷硫醯化修飾位點，深入開展磷硫醯化修飾的序列多樣性和在基因組中的分布研究，解析B7A基因組中GAAC/GTTC位點部分修飾的分子機制，闡明DNA磷硫醯化修飾的序列特徵。為揭示DNA磷硫醯化修飾的生物化學機制和生物學功能奠定基礎。
結題摘要
DNA磷硫醯化一種DNA骨架非橋聯氧原子被硫原子取代的一種新型DNA修飾，該修飾廣泛存在於細菌中並且具有序列選擇性和R-型手性特異性，但這種新型表觀遺傳學修飾在細菌基因組上的分布規律以及修飾的豐度並不清楚。本研究發展了定量檢測基因組上DNA磷硫醯化修飾位點的PT-IC-seq檢測方法，這種方法可以用於全基因組水平上定量研究磷硫醯化修飾位點的修飾頻率。PT-IC-seq分析結果表明，大腸桿菌B7A中大多數磷硫醯化修飾位點都是保持著較低（＜5%）的修飾頻率，並且它們都表現出類似於甲基化修飾的異質性特徵。該研究清楚地證明了磷硫醯化修飾在細菌群體中的異質性的特徵，為磷硫醯化修飾在整個基因組水平的精確定位和鑑定提供了技術方法。在沙門氏菌Cerro 87中，DNA磷硫醯化修飾是由dptBCDE的4個基因介導的。本研究發現在沙門氏菌Cerro 87中DNA磷硫醯化基因dptB-E作為一個操作子共轉錄，敲除了dptB基因導致細胞內磷硫醯化修飾水平增強，轉錄分析顯示DptB抑制了dptBCDE的表達，表明dptB在轉錄水平上負調控DNA磷硫醯化修飾基因的轉錄。同時，通過定位DptB在DNA磷硫醯化修飾基因上游調控區的2個DNA結合區域，發現每個靶序列中都含有1對保守的正向重複序列。本研究也利用構建的沙門氏菌全細胞裂解液催化體系，以及dptCDE基因敲除突變株細胞裂解液添加純化的DptCDE反應體系，在體外再現了DNA磷硫醯化修飾反應。發現DNA磷硫醯化修飾蛋白形成複合體而發揮作用，為闡明DNA磷硫醯化修飾的生物化學過程建立了重要基礎。研究還發現來自鴨疫里默士桿菌的DNA磷硫醯化修飾蛋白DndEi具有ATP依賴的解旋酶活性，並且是磷硫醯化修飾是必需的。同時，發現DndEi具有一種ATP酶活性，這種活性被具有GAAC/GTTC基序的DNA底物激活。這些研究不僅拓展了對DNA磷硫醯化修飾分子機制的理解，也為闡明DNA磷硫醯化修飾的生理功能建立了基礎。
