天博中国科学院揭示热纤梭菌转录调控因子σI的独特启动子识别机制—新闻—科学网 来源：天博企业 发表时间: 2024-04-10

2023年10月13日，中国科学院生物物理研究所朱平研究团队与中国科学院青岛生物能源与历程研究所冯银刚研究团队互助，于《Nature Co妹妹unications》杂志揭晓了题为"Structure of the transcription open complex of distinct σI factors"的研究论文。该研究发明热纤梭菌转录调控因子σI具备一种怪异的拆卸以及启动子辨认机制，并展现了热纤梭菌σI因子举行启动子特异辨认并调控纤维小体基因转录的份子机制。

以热纤梭菌为代表的一类厌氧梭菌可以或许经由过程外泌一种多酶复合体--纤维小体高效降解哄骗木质纤维素，于生物能源开发中具备主要价值。细菌的σ因子是基因转录历程中卖力启动子辨认的要害因子，此中年夜部门属在σ70家族。热纤梭菌的纤维小体转录调控因子σI与年夜部门σ因子同源度较低，是细菌转录调控σ因子家族中的一个怪异成员（图1A）。

于该研究中，研究者制备了两种差别的σI转录调控因子（SigI1, SigI6）与RNA焦点聚合酶RNAP、和启动子DNA造成的三元转录开放复合物，并哄骗冷冻电镜单颗粒三维重构技能得到了这些转录开放复合体的近原子分辩率布局。研究者发明，由σI因子介导造成的转录开放复合体虽然于总体布局上与σ70家族其它转录复合体具备守旧性，但σI因子具备一种怪异的启动子辨认机制（图1B）：起首，σI的C端布局域（SigIC）经由过程螺旋-转角-螺旋（HTH）与启动子-35元件的DNA年夜沟（即启动子上的特同性辨认区）联合，其联合体式格局与σ70家族其它成员σ4布局域中的HTH于年夜沟中的联合出现约180°的扭转；同时，SigIC还经由过程一个守旧的组氨酸插入到-35元件的DNA小沟（即启动子中守旧的A-tract区域）中，显示SigI C端布局域对于启动子-35元件的一种怪异辨认模式。其次，σI的N端布局域（SigIN）的-10元件辨认模式也具备新奇的特性，SigIN布局域与-10元件的CGWA造成守旧的彼此作用，-10区域的转录泡碱基全数向外翻转并与SigIN造成广泛的卵白质-核酸彼此作用。这些互作是启动子活性的调治元件，决议了 σI因子辨认差别纤维小体基因的转录强度的差异。

以上成果注解热纤梭菌转录调控因子σI具备一种怪异的启动子辨认机制，对于在理解热纤梭菌怎样调控纤维小体基因的表达，进�첩而对于热纤梭菌及其纤维小体的改造与运用具备主要意思。同时，σI因子与其它σ因子于启动子辨认机制上的差别及σI因子的怪异性也富厚了研究者对于在微生物转录调控多样性的理解以及熟悉。

图1：SigI与其它σ因子的启动子辨认机制比力示用意

中国科学院生物物理研究所朱平研究团队玻士生张浩楠以及中国科学院青岛生物能源与历程研究所冯银刚研究团队玻士生李颉为该论文的配合第一作者，朱平研究员以及冯银刚研究员为该论文的配合通信作者，青岛生物能源与历程研究所崔球研究员以及刘亚君研究员、以色列维兹曼科学研究所Edward A. Bayer传授等为本文做出了主要孝敬。该研究事情获得国度天然科学基金、科技部重点研发规划、中国科学院战略性先导科技专项等工程的资助。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-41796-4

（供稿：朱平研究组）

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