蓝细菌Synechocystis sp. PCC 6803胞外多糖输出系统的生理功能及其在胁迫条件下的转录调控机理研究

蓝细菌等许多原核生物在遇到胁迫环境时会在胞外积累一层富含多糖的外被（糖鞘、荚膜等），以保护细胞免受外环境影响。但该生理现象背后的分子机理仍然不清楚。原核生物中，逆境适应相关基因的表达主要受各种σ因子及转录因子调节。蓝细菌Synechocystis PCC 6803染色体上的slr2107，slr2108基因编码了一个胞外多糖输出系统，初步分析显示该系统极可能受响应多种胁迫反应的σ因子SigF和响应氮胁迫反应的转录因子NtcA的共同调控。我们推测该调控是蓝细菌在不良环境中产生大量胞外多糖的重要原因之一。本项目将首先通过构建突变体和超表达菌株确定slr2107，slr2108在胞外多糖运输中的具体功能，并通过5'-RACE，Real-Time PCR，体外转录等实验检测SigF和NtcA对slr2107，slr2108转录的调控作用。实验结果有望揭示在胁迫环境中蓝细菌输出胞外多糖的调控机理。

蓝细菌等许多原核生物在遇到胁迫环境时会在胞外积累一层富含多糖的外被（糖鞘、荚膜等），以保护细胞免受外环境影响。但该生理现象背后的分子机理仍然不清楚。原核生物中，逆境适应相关基因的表达主要受各种σ因子及转录因子调节。蓝细菌Synechocystis PCC 6803染色体上的slr2107，slr2108基因编码了一个胞外多糖输出系统，初步分析显示该系统极可能受响应多种胁迫反应的σ因子SigF和响应氮胁迫反应的转录因子NtcA的共同调控。我们推测SigF的调控是蓝细菌在不良环境中产生大量胞外多糖的重要原因之一。本项目的旨在探究SigF对slr2107，slr2108基因的调控关系，以及这些基因在蓝细菌胞外多糖合成及适应环境胁迫中的功能。在本项目中，我们成功构建了sigF基因以及slr2107，slr2108的突变体；用Real-Time PCR检测了slr2107，slr2108等基因在sigF突变体中的转录水平变化，并通过5'-RACE克隆了部分基因的转录起点；对上述突变体在几种胁迫条件下的表型进行了分析；各基因的超表达菌株及GFP荧光菌株已经构建完成，对其表型正在观察之中；对各突变体及超表达菌株的多糖物质合成能力正在检测之中。在本研究中，我们首次发现SigF除调控pili合成基因外，还与细胞在酸性环境的适应性密切相关。slr2107-slr2108双突变体在正常条件下长势优于野生型，该表型也与对其可能的胞外多糖合成功能一致。不过，SigF与slr2107-slr2108之间的调控关系还未受已有实验结果的支持。已有数据正在整理成文，有待完善的工作仍在进行中。