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中科院上海生命科学研究院植物生理生态所姜卫红小组在最新研究中，揭示了天蓝色链霉菌中新型双组分系统DraR-K参与抗生素生物合成差异调控的分子机制。相关成果近日在线发表于国际期刊《分子微生物学》。

双组分系统（TCS）是生物体感受外界刺激、调节细胞生理代谢和行为的信号传导系统，由组氨酸激酶和应答调控蛋白组成。TCS广泛存在于微生物中，参与调控初级与次级代谢、形态分化、渗透压以及致病性等重要生理过程。

同时，链霉菌是自然界中最主要的抗生素产生菌，对其开展抗生素合成相关TCS的研究不仅有助于认识其复杂的调控网络，还可以指导工业菌株的遗传改造。

该小组的博士生郁珍瑜和副研究员芦银华研究发现，双组分系统DraR-K能够在高氮环境中被激活，进而正调控放线紫红素的合成，同时负调控十一烷基灵菌红素和黄色色素yCPK的生物合成。这些调控过程是由抗生素合成途径特异性调控基因介导的。

研究人员还精确定位了DraR在下游靶基因actII-ORF4和kasO上游调控区的DNA结合序列，同时基于靶基序，预测和鉴定了DraR-K的调节子，并进一步揭示了DraR-K通过影响初级代谢间接参与抗生素生物合成调控的可能途径。

据介绍，draR-K的同源基因广泛存在于不同链霉菌中。除虫链霉菌draR-K的同源基因draR-Ksav的缺失导致阿维菌素产量大幅度提高，而寡霉素的产量却下降，这提示由DraR-K介导的抗生素生物合成的差异调控机制在链霉菌中比较保守。

这种由TCS介导的抗生素生物合成的差异调控机制在链霉菌中尚属首次发现。

该项工作得到了中国科学院“创新2020”、科技部“973”计划、国家自然科学基金委等项目的支持。