Nature Communications | 浙江大学马忠华团队揭示植物病原真菌亚硝化胁迫反应机制！

一氧化氮（NO）是包括微生物和植物在内的各种生物系统中的高度扩散和反应性信号分子（Trends in Plant Science | 土壤圈微生物一氧化氮的产生对根部共生的挑战!）。先前的报道表明，NO在植物和动物的宿主免疫中起着关键作用。此外，源自NO和超氧化物的活性氮物质（RNS）可能具有抗菌活性，并且可以直接与各种细胞成分发生反应，包括蛋白质、脂质、核酸、硫醇和抗氧化蛋白。来自不同系统的研究表明，感知病原菌的宿主会激发RNS，导致亚硝化胁迫（NS）。因此，许多病原菌已经开发出各种策略来克服宿主-病原菌相互作用中的NS。

在致病细菌中，已经确定了几种调节蛋白来调节NS反应基因的转录。首先确定NorR通过其单核非血红素铁中心感应NO，并调节编码NO的一氧化氮解毒酶的norVW基因的表达。NsrR是另一个通过其[4Fe-4S]或[2Fe-2S]铁硫簇感应NO并调节60个NS反应基因表达的调节蛋白。此外，诸如Fnr，SoxR和IscR的转录调节因子（TF）在NS反应中也起着重要的作用。据报道，在病原真菌假丝酵母菌中，Cta4 TF参与了NS反应。但是，这种真菌以及其他许多真菌的基本调控机制仍然模糊不清。

ATP依赖的染色质重塑复合体SWI/SNF是细胞外信号通路与染色质相交的连接点。由于细胞中SWI/SNF复合物的丰度低，并且其与核小体DNA的非序列特异性相互作用，需要由其合作者将复合物“引导”到特定的基因组区域。基于染色质的表观基因组测定表明，先驱TFs可能能够将染色质结构相关的复合物募集到植物和动物的目标区域。通常，先驱TFs在结合染色质的封闭区域，然后启动这些区域的后续开放方面具有特殊作用。因此，先驱TF被认为是基因调控中的关键因素，在包括组织发育和细胞分化在内的发育决定中起着至关重要的作用。但是，迄今为止，关于SWI/SNF复合体和先驱TF如何参与环境胁迫条件下基因转录的调控，包括病原真菌中的NS鲜为人知。

2021年5月6日，国际权威学术期刊Nature Communications发表了浙江大学马忠华教授团队的最新相关研究成果，题为Interplay of two transcription factors for recruitment of the chromatin remodeling complex modulates fungal nitrosative stress response的研究论文。

一氧化氮（NO）是可扩散的信号分子，可调节动物和植物的免疫反应。此外，源自NO的反应性氮物质可通过与微生物细胞成分反应而显示抗菌活性，从而导致病原菌中的亚硝化胁迫（NS）。本研究确定FgAreB是禾谷镰刀菌中NS反应的调节蛋白。FgAreB是先导的转录因子，用于在与NS反应有关的基因启动子处募集染色质重塑复合体SWI/SNF，从而促进它们的转录。FgAreB在真菌感染和生长中起重要作用。此外，结果显示转录阻遏物（FgIxr1）与SWI/SNF复合物竞争FgAreB结合，并负调节NS反应。反过来，NS促进FgIxr1的降解，从而增强FgAreB对SWI/SNF复合物的募集。

图1：FgAreB介导了F. graminearum对亚硝酸盐胁迫的反应

图2：FgAreB调控F. graminearum的亚硝化胁迫反应基因

图3：FgAreB与SWI/SNF复合物结合，调节NS反应基因的转录

图4：FgAreB募集SWI/SNF复合物以调节基因表达和染色质可及性

图5：FgIxr1和FgSwp73与FgAreB竞争性地互动

图6：FgAreB、FgSnf5和FgNSRs对F. graminearum的毒力有贡献

图7：F. graminearum中亚硝化胁迫的转录调控机制模型

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