絲狀真菌纖維素降解調控機制研究取得進展

木質纖維素降解真菌可向胞外分泌大量降解酶系來進行生物質的降解，這一屬性使其可以被用於工業纖維素酶和生物基化學品生產的細胞工廠。由於纖維素降解調控涉及許多途徑，其調控機制尚未被清晰闡釋，極大限制了理性構建微生物煉製細胞工廠。深入解析絲狀真菌纖維素降解調控機制，提高纖維素降解效率，是構建絲狀真菌生物煉製通用底盤、工業蛋白質和生物基化學品細胞工廠研發的重要基礎。

近日，中國科學院天津工業生物技術研究所研究員田朝光帶領的微生物功能基因組研究團隊以經典的模式真菌——粗糙脈孢菌和工業真菌——嗜熱毀絲霉為研究對象，對Zn(II)2Cys6轉錄因子CLR-4調控纖維素降解機制進行了深入研究。研究結果表明，CLR-4參與調控細胞生物量合成、纖維素酶產酶水平和酶活力，而且CLR-4在絲狀真菌中的功能是保守的。研究團隊系統探討了粗糙脈孢菌NcCLR-4和嗜熱毀絲霉MtCLR-4調控網路，證實CLR-4的缺失顯著影響cAMP信號途徑傳導，而且這一信號調控對纖維素和半纖維素都能相應。隨後，研究團隊還通過DNase I足跡分析實驗成功鑒定出CLR4順式調控元件（cis-element）（見圖）。綜上所述，該研究從分子水平系統解析了全新纖維素酶轉錄調控因子CLR-4基因功能，有助於對絲狀真菌木質素降解途徑的認識，為纖維素酶高產菌的進一步改造提升提供了新思路。

該研究得到國家自然科學基金等科技計劃資助，研究成果已申請中國專利，相關成果發表在微生物領域國際期刊Molecular Microbiology。天津工生所副研究員劉倩、李金根和天津科大聯合培養研究生高冉冉為論文並列第一作者，田朝光為論文通訊作者。

全新轉錄因子CLR-4調控纖維素酶基因表達的模式圖

來源：中國科學院天津工業生物技術研究所

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