A B-type histone acetyltransferase Hat1 regulates secondary metabolism, conidiation, and cell wall integrity in the taxol-producing fungus Pestalotiopsis microspora
- 作者
- Qian Zhang, Longfei Chen, Xi Yu, Heng Liu, Oren Akhberdi, Jiao Pan, Xudong Zhu
- 单位
- State Key Program of Microbiology and Department of Microbiology, College of Life Sciences, Nankai University, Tianjin, P. R. China; Beijing Key Laboratory of Genetic Engineering Drug and Biotechnology, Institution of Biochemistry and Molecular Biology, College of Life Sciences, Beijing Normal University, Beijing, P. R. China
- 杂志
- Journal of Basic Microbiology（2017）
- DOI
- 10.1002/jobm.201600131
- 所属领域
- 代谢工程
- 关键词
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解决的核心问题
在产紫杉醇真菌Pestalotiopsis microspora中，研究B型组蛋白乙酰转移酶Hat1对次级代谢、产孢和细胞壁完整性的调控作用，以揭示表观遗传调控在真菌次级代谢中的机制。
研究策略
通过基因敲除、回补和过表达实验，结合表型观察、HPLC分析次级代谢物产量、胁迫敏感性测试等方法，系统研究Hat1的功能。
核心内容
在产紫杉醇真菌Pestalotiopsis microspora中，B型组蛋白乙酰转移酶Hat1被鉴定为调控次级代谢、产孢和细胞壁完整性的关键因子。该研究通过基因敲除、回补和过表达实验，结合表型观察、HPLC分析及胁迫敏感性测试，系统解析了Hat1的功能。结果显示，hat1敲除使Pestalotiollide B产量从6.69±0.36 mg/L降至几乎检测不到的水平，产孢量由NK17的5.61±0.34×10^6 per plate降至3.17±0.25×10^6，回补后恢复至5.37±0.28×10^6，过表达则增至7.14±0.45×10^6。此外，hat1Δ对Congo red和sorbitol敏感，但营养生长未受显著影响。hat1基因全长1633 bp，编码504个氨基酸，含N端Hat1超家族结构域（9-163 aa）。这些发现表明Hat1作为全局调控因子，特异性影响次级代谢、产孢及细胞壁完整性，为理解表观遗传调控真菌次级代谢机制提供了新视角，也为通过表观遗传改造提升目标代谢物产量提供了潜在靶点。
创新点
首次报道B型组蛋白乙酰转移酶在真菌次级代谢和细胞壁完整性中的调控作用；发现hat1敲除导致次级代谢物显著减少，过表达可增强产孢。
研究对象（1）
| 底盘细胞 | 代谢通路 | 基因 | 蛋白 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| Pestalotiopsis microspora NK17 | 次级代谢（Pestalotiollide B生物合成） | hat1 | Hat1 | 调控 | B型组蛋白乙酰转移酶，通过组蛋白乙酰化调控次级代谢基因簇表达，影响产孢和细胞壁完整性 |
关键发现
- hat1敲除导致Pestalotiollide B产量从6.69±0.36 mg/L降至几乎检测不到
- 产孢量从NK17的5.61±0.34×10^6 per plate降至hat1Δ的3.17±0.25×10^6，回补恢复至5.37±0.28×10^6，过表达增至7.14±0.45×10^6
- hat1Δ对Congo red和sorbitol敏感，而营养生长无显著影响
- hat1基因全长1633 bp，编码504个氨基酸，含N端Hat1超家族结构域（9-163 aa）。
研究结论
Hat1是Pestalotiopsis microspora中一种B型组蛋白乙酰转移酶，作为全局调控因子对次级代谢、产孢和细胞壁完整性起关键调控作用，但对营养生长影响较小。