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基因中心在真菌毒素的廣譜調(diào)控因子研究方面取得新進(jìn)展
近日，基因中心科研團(tuán)隊(duì)在期刊Journal of Hazardous Materials（中科院一區(qū)TOP, IF=12.2）在線發(fā)表了題為“An fusaric acid-based CRISPR library screen identifies MDH2 as a broad-spectrum regulator of Fusarium toxin-induced cell death”的研究論文，首次發(fā)現(xiàn)MDH2是多種鐮孢菌毒素細(xì)胞毒性的廣譜調(diào)控因子?；蛑行臑檎撐牡谝煌瓿蓡挝?；聯(lián)合培養(yǎng)研究生施煒濤、蔬菜所姚春鵬副研究員、劉文華副研究員為論文共同第一作者，張曉愛副研究員和魏文康研究員為論文共同通訊作者。
鐮孢菌酸（Fusaric acid,FA）是尖鐮孢菌（Fusarium oxysporum）、禾谷鐮孢菌 (Fusarium graminearum)等多種鐮孢菌引發(fā)農(nóng)作物枯萎、根腐和莖腐病害的重要致病毒素，也是廣泛污染農(nóng)產(chǎn)品及倉儲(chǔ)飼料的主要真菌毒素。FA還能與脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（deoxynivalenol, DON）、T-2毒素（T-2 toxin）和伏馬菌素B1（fumonisin B1, FB1）等其它鐮孢菌毒素產(chǎn)生協(xié)同作用，增強(qiáng)它們的毒性。因此，F(xiàn)A對(duì)人類和動(dòng)植物健康的潛在威脅一直是合作團(tuán)隊(duì)研究和關(guān)注的焦點(diǎn)。
在本研究中，合作團(tuán)隊(duì)利用全基因組CRISPR敲除文庫技術(shù)，篩選獲得了FA誘導(dǎo)細(xì)胞毒性效應(yīng)相關(guān)的關(guān)鍵基因和信號(hào)通路。結(jié)合單基因敲除驗(yàn)證等技術(shù)，發(fā)現(xiàn)蘋果酸脫氫酶2（MDH2）和丙酮酸脫氫酶E1β亞基（PDHB）是導(dǎo)致FA誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的關(guān)鍵蛋白。MDH2和PDHB的敲除能減少FA引起的細(xì)胞死亡、活性氧（ROS）的產(chǎn)生以及caspase-3和HIF-1α的表達(dá)水平。此外，通過流式分析發(fā)現(xiàn)，MDH2的敲除而非PDHB的敲除，能夠降低多種鐮刀菌毒素（DON、ZEA、T-2和FB1）引起的細(xì)胞凋亡和活性氧的積累。MDH2的抑制劑LW6同樣能夠減少這些毒素的毒性。本研究首次揭示MDH2是多種鐮刀菌毒素（包括FA、DON、ZEA、T-2和FB1）誘導(dǎo)細(xì)胞死亡和氧化應(yīng)激的共同調(diào)控因子，為廣譜防治鐮孢菌毒素引起的毒性提供了新的思路，并為基因編輯抗病育種提供了基因資源。
該研究得到國家自然科學(xué)基金、豬禽種業(yè)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目和華南應(yīng)用微生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目和GDAAS協(xié)同創(chuàng)新中心項(xiàng)目的支持。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389424025160
MDH2是鐮刀菌毒素誘導(dǎo)細(xì)胞毒性的廣譜調(diào)控因子
