以全新概念理解大肠杆菌菌株的转录调控

Published 12 Apr.2023 14:12(KST)

Updated 07 Aug.2025 16:01(KST)

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有研究结果发布，揭示了调控细胞反应、使DNA中所需基因得以表达的蛋白质——转录因子（Transcription factor）的多样性。

蔚山科学技术院（UNIST）能源化学工程系的Kim Donghyuk教授团队，近日与美国加利福尼亚大学圣迭戈分校（UCSD）生物工程系Bernhard Palsson教授团队就转录因子开展了联合研究。

本次研究的负责人 UNIST 教授 Kim Donghyuk（左），以及第一作者研究员 Bang Ina。

研究团队以染色质免疫沉淀实验方法之一的ChIP-exo和转录组分析（RNA-seq）技术为基础，重构了由同一转录因子调控表达的基因集合——调控子集（regulon）。

特别是，为分析铁吸收调节转录因子铁摄取调节蛋白（Ferric uptake regulator, Fur）的保守性和调控多样性，研究团队对能够概括大肠杆菌整体特性的9个菌株中，由Fur介导的转录调控网络进行了比较分析。

结果，研究团队提出了一个全新的概念——“泛调控子集（Pan-regulon）”，它全面涵盖了9种菌株中可能由Fur调控表达的469个基因。

研究团队通过分析方法，将这一泛调控子集划分为：在所有菌株中共同发现的36个基因（核心调控子集）、在部分菌株中发现的158个基因（附属调控子集），以及仅在单一菌株中发现的275个基因（特有调控子集）。

Fur 泛调节子研究概略图。

研究确认，虽然在9种菌株中都存在由Fur调控的共同基因，但只在特定菌株中出现的基因也相当多。

本研究首次界定了“泛调控子集”这一概念，并揭示了Fur这一转录因子在共同基因调控对象方面的功能特征。同时，还得出了有助于进一步提升对“Fur”这一转录因子理解程度的研究结果。

Kim Donghyuk能源化学工程系教授表示：“与此前的一般认知不同，即便在亲缘关系非常近的大肠杆菌之间，也能确认转录调控存在多样性。这暗示今后的研究有必要超越模式生物，重构各个单独菌株的转录调控网络。”

本研究在科学技术信息通信部生物与医疗技术开发项目的资助下完成。研究成果已于4月7日发表于国际学术期刊《Nucleic Acids Research》。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。