细胞自噬是真核细胞中广泛存在的途径,对维持细胞代谢平衡具有重要意义;但该途径的分子机理尚未明确,是目前国际研究的热点。以丝状真菌为模式研究细胞自噬刚起步。申请者发现稻瘟病菌细胞自噬过程与其附着胞形成和致病性紧密相关,完成了24个自噬相关基因的功能分析,开展了细胞自噬过程的基因表达模式、蛋白质活性位点、蛋白之间的相互作用及其生物学功能的研究。同时,分离到4000多株植物内生真菌,利用其产生的多种具有抗菌活性的天然化合物,开展了以稻瘟病细胞自噬过程作为靶标筛选抗真菌化合物的研究。已完成6项稻瘟病菌国家自然基金,近5年在包括Autophagy、EC和FGB等国际权威期刊上发表SCI论文21篇,其中以通讯作者发表影响因子大于3的为4篇,大于4.5的为1篇。2008年,应邀担任Autophagy的编委,2008年,担任国际杂志IJAT主编。浙江省科技进步三等奖1次,授权国家发明专利2项。
protein interaction;autophagy related genes;PI3K complex;protein crystal;drug target
(1) 完成了MoATG8和MoATG4相互作用分析,MoATG9功能的确定;利用MoATG9 已知功能分析与其相互作用的基因。酵母双杂交和双分子荧光互补检测到MoATG4和MoATG8有较强的相互作用;利用定点突变技术和毕赤酵母真核表达系统成功表达了稻瘟病菌细胞自噬野生型及Cys206突变体蛋白MoATG4和MoATG4C206S以及自噬蛋白MoATG8,经酶切反应后确定了MoATG4的活性位点为Cys206。完成了MoATG8和MoATG4相互作用和活性位点分析。 MoAtg9是一个跨膜蛋白,参与细胞自噬蛋白从成熟自噬体上脱离并循环利用的过程,其PAS(细胞自噬泡初始形成结构)的数目不同于酵母或者哺乳动物,MoATG9在MoATG1,2,18基因缺失突变体中,将招募到的蛋白聚集在PAS上面,不能完成对其他蛋白的运输。 (2) 探索了与稻瘟病菌细胞自噬相关基因的生物学功能。在稻瘟病菌中,发现V-ATP酶基因的缺失,引起一系列的生长发育的变化,最后导致稻瘟病菌的致病性丧失。MoVMA11是V-ATP酶的一个重要的亚基,该基因缺失,稻瘟病菌的生长速度变慢,附着胞形成受阻,最终导致致病性丧失。MoMon1和MoYpt7是与液泡融合相关的两个蛋白,对其进行研究发现,敲除突变体Δmomon1和Δmoypt7产孢量下降,液泡融合受阻,细胞自噬过程受到影响,进而影响稻瘟病菌的生长、产孢、附着胞形成和致病性。 (3) 发现了稻瘟病菌存在PI3K细胞自噬调控因子。 MoATG14基因参与稻瘟病菌细胞自噬过程,该基因缺失,稻瘟病菌的菌落形态发生改变,气生菌丝减少,中间有死亡菌丝,分生孢子产量显著下降;细胞自噬过程被阻断,自噬泡不能在液泡中积累。通过酵母双杂交分析,MoATG14的超螺旋结构与MoATG6和MoVPS38的保守区域互作。MoATG14基因缺失,稻瘟病菌的致病性丧失。 (4) 成功进行了稻瘟病菌细胞自噬基因的原核表达。稻瘟病菌细胞自噬相关基因MoATG3,8,14,16,18,20,MoYpt7均原核表达成功;获得了MoATG16的蛋白结晶晶体,正在进行衍射等分析,确定该蛋白的作用位点;成功进行稻瘟病菌细胞自噬基因的原核表达与结晶。 (5) 建立了内生真菌资源库和代谢产物库,启动了MoATG4 药物靶标的抗稻瘟病菌的天然药物筛选;初步建立了稻瘟病菌药物靶标筛选模型。