抗性与安全性评价团队在Nature Communications发表论文揭示染色质重塑复合体调控麦角甾醇合成的新机制

发布者:陶然发布时间:2019-03-16浏览次数:70

2019315日,抗性与安全性评价团队马忠华教授等在《Nature Communications》上发表题为“A phosphorylated transcription factor regulates sterol biosynthesis in Fusarium graminearum”的研究论文,揭示了赤霉病菌中一个新的转录因子被HOG信号途径磷酸化修饰后,招募染色质重塑复合体调控麦角甾醇合成的新机制,该结果为真核生物甾醇合成调控研究提供新视角。

甾醇是真核生物细胞膜的重要组成部分,对细胞膜的完整性、膜结合酶的活性、膜的流动性以及细胞物质运输等起着重要作用。麦角甾醇是真菌中特有的一类甾醇,如果麦角甾醇合成受阻,膜的结构和功能就会受到严重损害,最后导致菌体细胞死亡。因此,针对麦角甾醇的生物合成途径,人们已经成功研发了数十种麦角甾醇合成抑制剂(SBI),广泛应用于防治人类和植物的真菌病害。

禾谷镰刀菌是引起小麦赤霉和水稻穗腐病的重要病原真菌。近年来,由于气候变化、大面积小麦玉米轮作和秸秆还田等因素的影响,赤霉病在我国呈加重发生态势,严重影响小麦稳产丰收。此外,病菌产生的多种有毒性的真菌毒素,对人畜健康构成威胁,每年造成上百亿元的经济损失。生产上由于缺乏高抗赤霉病的作物品种,当前使用杀菌剂仍是赤霉病防控的重要措施。戊唑醇和丙硫菌唑等SBI药剂对赤霉病有良好的防治效果,但在药剂选择压力下,病菌容易对SBI药剂产生耐药性,进而影响药剂的防治效果。抗性与安全性评价团队研究发现,SBI药剂能够诱导药靶标基因(FgCYP51s)高水平表达,进而引起病菌的耐药性。进一步解析药靶基因高表达的分子机制发现,SBI药剂能够激活病菌体内高渗透甘油(HOG)激酶信号途径,该途径上被激活的Hog1激酶进入细胞核,进而磷酸化转录因子FgSR,磷酸化的FgSR将染色质重塑复合体SWI/SNF招募至药靶基因(FgCYP51s)的启动子区,对染色体进行重塑,引起药靶基因高水平转录。有趣的是,该类转录调控因子仅仅存在于粪壳菌纲(Sordariomycetes)和锤舌菌纲(Leotiomycetes)的真菌中,表明该转录因子SR有望成为治理真菌耐药性的关键靶点。