dna磷硫酰化修饰会影响基因转录吗

Question

如题所述

Answer 1

由dnd基因簇介导的DNA磷硫酰化（PT）修饰是首例报道的发生在DNA骨架上的修饰。dnd基因簇编码的多个蛋白协同作用，构成了微生物基因组中具有多种功能的表观遗传系统，它赋予了微生物包括抗氧化、限制修饰和抗病毒侵染等在内的多种能力。有趣的是，相比其他修饰系统（如甲基化修饰），尽管dnd系统会给微生物带来多种生存优势，但它们却零散地分布在众多的原核生物中。为了解答这一生态悖论，研究团队首先提出了科学假设：在通过水平基因转移进行传播的过程中，dnd系统带来的PT修饰可能影响了受体微生物的基因表达，特别是激活了在微生物基因组中广泛分布的原噬菌体，从而导致受体微生物的生存劣势，因此显著限制了dnd系统的扩散与分布。为验证这一假设，我们系统地分析了细菌基因组中dnd基因及基因簇与原噬菌体分布之间的关系，结果显示两者呈现显著的负相关。进一步地，以海洋丝状噬菌体SW1及其宿主菌Shewanella piezotolerans WP3作为模式系统的深入分析表明：PT修饰显著影响了噬菌体调控蛋白FpsR的丰度及其与操纵子的结合亲和力，从而解除了SW1原噬菌体的转录抑制。此外，在多个细菌（包括E. coli, S. oneidensis MR-1, S. putrefaciens W3-18-1）中的接合转移和转化实验结果，同样证实了dnd基因簇的水平基因转移受到原噬菌体的限制。综合竞争性实验、转录组和修饰组分析显示，除原噬菌体基因之外，PT修饰还会影响海洋细菌 S. piezotolerans WP3中多种代谢和抗逆相关基因的转录，从而导致其竞争适应性的显著降低。

Answer 2

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近日，上海交通大学生命科学技术学院、微生物代谢国家重点实验室在DNA磷硫酰化修饰研究方面取得新进展，在分子微生物学领域权威期刊《Molecular Microbiology》上发表研究性论文，揭示了DNA磷硫酰化修饰依赖的限制系统的作用机理，阐明了该限制系统完全不同于传统的甲基化修饰限制系统多方面作用特征。

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近日，上海交通大学生命科学技术学院、微生物代谢国家重点实验室在DNA磷硫酰化修饰研究方面取得新进展，由德林教授研究小组与美国麻省理工学院Peter C. Dedon教授课题组合作，博士生曹博为第一作者，在分子微生物学领域权威期刊《Molecular Microbiology》上发表研究性论文，揭示了DNA磷硫酰化修饰依赖的限制系统的作用机理，阐明了该限制系统完全不同于传统的甲基化修饰限制系统多方面作用特征。

背景介绍

　　DNA磷硫酰化修饰是由硫原子取代了DNA磷酸骨架上非桥联氧原子，进而形成具有序列特异性和空间构象专一性的DNA大分子结构。这是表观遗传学领域近年发现的一种新型生理修饰现象，它突破了现有的DNA骨架由碳、氢、氧、氮、磷五种元素构成的结论，拓展了经典的DNA组成理论，在国内外引起了广泛关注。但对这种修饰的生理功能的研究一直是该领域的一个挑战。