來自浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物化學(xué)研究所的研究人員，揭示了天藍(lán)色鏈霉菌（Streptomyces coelicolor）中ECFσ因子通過蛋白降解途徑調(diào)控其在細(xì)胞內(nèi)水平，以及次級(jí)代謝產(chǎn)物作為σ因子的調(diào)控因子通過正反饋調(diào)控模式調(diào)節(jié)次級(jí)代謝過程的機(jī)制，從而深刻闡述了σ因子蛋白穩(wěn)定性與細(xì)胞分化的相互調(diào)控關(guān)系。相關(guān)研究論文發(fā)表在9月6日的《生物化學(xué)雜志》（JBC）。

論文的通訊作者是浙江大學(xué)求是特聘學(xué)者，浙江大學(xué)生物化學(xué)研究所所長李永泉（Yong-Quan Li）教授。李教授的主要研究方向包括：微生物合成生物學(xué)與微生物制藥；以及生物制藥，已發(fā)表SCI論文50余篇。毛旭明（Xu-Ming Mao）第一作者是這篇論文的第一作者。

天藍(lán)色鏈霉菌屬于革蘭氏陽性細(xì)菌，是生成三分之二用于醫(yī)藥的天然抗生素以及共9000余種具生物活性物質(zhì)的鏈霉菌大家族中的一員。由于具有復(fù)雜的形態(tài)發(fā)育和生理分化過程，同時(shí)能產(chǎn)生豐富的次生代謝產(chǎn)物，其基因組已于2002年測(cè)序完成。鏈霉菌作為一種典型的土壤細(xì)菌，在生長和生理代謝中常常需要面對(duì)不同的生長環(huán)境和生存壓力，長期進(jìn)化形成了一套完整的形態(tài)分化和代謝調(diào)控機(jī)制。

σ因子是一類起始基因轉(zhuǎn)錄過程的調(diào)節(jié)因子，從結(jié)構(gòu)上可分為σ70和σ54，從功能上則可分為管家σ因子和不同類型的可變?chǔ)乙蜃印Ｑ芯咳藛T已對(duì)σ因子開展了廣泛的研究，證實(shí)它們可選擇性地招募RNA聚合酶核心酶控制它們的調(diào)節(jié)元件基因表達(dá)，促進(jìn)快速響應(yīng)及適應(yīng)環(huán)境壓力。

同時(shí)為了滿足細(xì)菌的生理學(xué)需要，ECFσ因子的胞內(nèi)蛋白質(zhì)水平和轉(zhuǎn)錄調(diào)控活性也在等多個(gè)水平受到精細(xì)地調(diào)控，其中涉及轉(zhuǎn)錄、翻譯、抗σ因子的拮抗和蛋白質(zhì)降解。大多數(shù)的ECFσ因子基因表達(dá)都可由一些胞外環(huán)境信號(hào)快速誘導(dǎo)，并頻繁進(jìn)行自調(diào)節(jié)從而能夠快速抵制損傷。

在以往的研究中，李永泉課題組證實(shí)天藍(lán)色鏈霉菌中缺失ECFσ因子 SigT或它的抗σ因子RstA可導(dǎo)致在氮有限的培養(yǎng)基上藍(lán)色素放線紫紅素（Act）生成減少。此外，他們還發(fā)現(xiàn)RstA在SigT的自調(diào)節(jié)中發(fā)揮積極作用。同時(shí)，盡管sigT和rstA的位置彼此接近，但它們卻并沒有同轉(zhuǎn)錄。這是sigT不同于其他典型ECFσ因子的顯著特征。而在營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基上，△sigT和△rstA突變體顯示形態(tài)發(fā)育和次級(jí)代謝加速。通過這一不同尋常的現(xiàn)象，研究人員發(fā)現(xiàn)了sigT蛋白在△rstA突變體中消失。而從前一直未有報(bào)道表明RstA對(duì)于SigT的潛在獨(dú)特調(diào)控機(jī)制。

在這篇新文章中，研究人員提供了更進(jìn)一步的證據(jù)證實(shí)RstA是SigT蛋白質(zhì)穩(wěn)定的必要條件，RstA降解可以一種雙重正反饋調(diào)節(jié)模式導(dǎo)致ClpP/SsrA信號(hào)依賴性的SigT降解。研究人員還提出，次級(jí)代謝產(chǎn)物有可能充當(dāng)了適時(shí)和不可逆的細(xì)胞分化進(jìn)程中SigT降解的調(diào)控因子。這一新機(jī)制使得研究人員加深了對(duì)于細(xì)胞元件協(xié)同作用維持轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子適當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)水平，以實(shí)現(xiàn)正常細(xì)胞發(fā)育和環(huán)境適應(yīng)機(jī)制的認(rèn)識(shí)。