基因芯片表达谱实验步骤（中南大学段燕文教授团队在ADC分子核弹头生物合成调控机制中取得重要成果）

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红网时刻新闻9月13日讯（通讯员 楚明）9月10日，中南大学湘雅国际转化医学联合研究院段燕文教授团队，在应用微生物学领域世界领先杂志《Microbial Cell Factories》(JCR一区，IF=6.352)上，以论著形式在线发表了题为“Deciphering the pathway-specific regulatory network for production of ten-membered enediyne Tiancimycins in Streptomyces sp CB03234-S”最新研究成果。该论文的第一作者是中南大学2019级硕士研究生朱满香，通讯作者是段燕文教授和朱湘成研究员。(https://doi.org/10.1186/s12934-022-01916-z)

以天赐霉素（TNMs）为代表的十元环骈合性蒽醌烯二炔（AFEs）具有独特的结构，是抗体偶联药物（ADCs）优良的弹头分子。虽然AFEs具有良好的成药性，但如何提高产量，加速AFEs产业化开发利用迫在眉睫。最近的研究提出了一种统一的AFEs基本生物合成途径。在已报道的AFEs生物合成基因簇（BGCs）中，AFEs的核心基因，途径特异性调控基因高度保守。AFEs细胞毒性迫使宿主进化出严格的规则来控制其生产，但相关调控基因的具体功能以及调控机制并不清楚。

在这项研究中，段燕文教授团队对TNMs BGC中存在的5个假定的调控基因进行遗传验证，结果表明其中只有3个（tnmR1、tnmR3和tnmR7）参与了TNMs生物合成的调控。生物信息学分析还显示，这三个基因代表了在AFEs的BGCs中主要但不同的调控基因。进一步的转录分析表明，TnmR7可以促进核心酶TnmD/G和TnmN/O/P的表达，而TnmR3可以作为传感器激酶与TnmR1一起相互作用，形成更高级别的非典型孤儿双组分调节系统，其动态抑制TnmR7、核心酶TnmD/G/J/K1/K2和辅助蛋白TnmT2/S2/T1/S1的表达。因此，TNMs的生物合成在早期受到这种级联调控网络的严格限制，以保证细胞的正常生长，然后在稳定期部分释放，使得TNMs产生。研究团队解析了由TnmR3/R1和TnmR7组成的途径特异性调控网络，可以协调TNMs的产生。并且可以推测它是一种常见的AFEs生产调控机制，这将为未来AFEs的产量提高和合成生物学中潜在的动态调控应用提供新的见解。

团队该项研究获得了国家111计划、国家自然科学基金项目的支持。