中国迷信院揭示热纤梭菌转录调控因子σI的配合启动子识别机制

2023年10月13日，中国制中国迷信院生物物理钻研所朱平钻研团队与中国迷信院青岛生物能源与历程钻研所冯银刚钻研团队相助，迷信在《Nature Co妹妹unications》杂志宣告了题为"Structure of the transcription open complex of distinct σI factors"的院揭研品评辩说文 。该钻研发现热纤梭菌转录调控因子σI具备一种配合的示热组装以及启动子识别机制 ，并揭示了热纤梭菌σI因子妨碍启动子特异识别并调控纤维小体基因转录的纤梭份子机制。

以热纤梭菌为代表的菌转一类厌氧梭菌可能经由外泌一种多酶复合体--纤维小体高效降解运用木质纤维素，在生物能源开拓中具备紧张价钱 。录调细菌的控因σ因子是基因转录历程中负责启动子识别的关键因子 
，其中大部份属于σ70家族
。配动识热纤梭菌的合启纤维小体转录调控因子σI与大部份σ因子同源度较低 ，是别机细菌转录调控σ因子家族中的一个配合成员（图1A）。

在该钻研中，中国制钻研者制备了两种差距的迷信σI转录调控因子（SigI1, SigI6）与RNA中间聚合酶RNAP、以及启动子DNA组成的院揭三元转录凋谢复合物 ，并运用冷冻电镜单颗粒三维重构技术取患了这些转录凋谢复合体的示热近原子分说率妄想
。钻研者发现 ，由σI因子介导组成的转录凋谢复合体尽管在部份妄想上与σ70家族此外转录复合体具备激进性，但σI因子具备一种配合的启动子识别机制（图1B） ：首先 ，σI的C端妄想域（SigIC）经由螺旋-转角-螺旋（HTH）与启动子-35元件的DNA大沟（即启动子上的特异性识别区）散漫，其散漫方式与σ70家族此外成员σ4妄想域中的HTH在大沟中的散漫泛起约180°的旋转；同时 ，SigIC还经由一个激进的组氨酸插入到-35元件的DNA小沟（即启动子中激进的A-tract地域）中
，展现SigI C端妄想域对于启动子-35元件的一种配合识别方式。其次，σI的N端妄想域（SigIN）的-10元件识别方式也具备别致的特色，SigIN妄想域与-10元件的CGWA组成激进的相互熏染，-10地域的转录泡碱基全副向外翻转并与SigIN组成普遍的卵白质-核酸相互熏染。这些互作是启动子活性的调节元件
，抉择了 σI因子识别差距纤维小体基因的转录强度的差距 。

以上服从表明热纤梭菌转录调控因子σI具备一种配合的启动子识别机制 ，对于清晰热纤梭菌若何调控纤维小体基因的表白，进而对于热纤梭菌及其纤维小体的刷新与利用具备紧张意思。同时，σI因子与此外σ因子在启动子识别机制上的差距及σI因子的配合性也丰硕了钻研者对于微生物转录调控多样性的清晰以及意见 。

图1：SigI与此外σ因子的启动子识别机制比力展现图

中国迷信院生物物理钻研所朱平钻研团队博士生张浩楠以及中国迷信院青岛生物能源与历程钻研所冯银刚钻研团队博士生李颉为该论文的配合第一作者，朱平钻研员以及冯银刚钻研员为该论文的配合通讯作者，青岛生物能源与历程钻研所崔球钻研员以及刘亚君钻研员、以色列维兹曼迷信钻研所Edward A. Bayer教授等为本文做出了紧张贡献。该钻研使命患上到国家做作迷信基金
、科技部重点研发妄想、中国迷信院策略性先导科技专项等名目的扶助。

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

（供稿：朱平钻研组）

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