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文献分享|华中师大戴雄风团队揭示细菌经受氧化胁迫的关键性生理指标
2019-6-12 阅读(732)
在自然界中，细菌需要对抗各种逆境环境，包括高温、氧化、强酸以及高渗透压等，其中氧化胁迫是一种常见逆境。当细胞遭遇氧化胁迫时， 一个明显的表征即为生长抑制，之后，细胞需要建立逆境响应防御体系来清除自由氧，进而恢复生长；然而，当氧化胁迫程度较高时，细胞将无法存活。但迄今为止，决定细胞耐受氧化胁迫极限的生理学关键因素仍未得到解答。
2019年5月27日，华中师范大学戴雄风团队在生物化学与分子生物学杂志《Nucleic Acids Research》 （IF11.6）发表了题为“Maintenance of translational elongation rate underlies the survival of Escherichia coli during oxidative stress”的研究论文。
以往对逆境生理的研究主要集中在转录水平的响应（比如全局逆境响应体系，RpoS regulon），而该项研究是目前为此发现一种特定的逆境可以在翻译水平抑制细菌的逆境响应过程，证明了细菌维持核糖体“速度”的重要生理性意义，揭示了核糖体翻译延伸过程是决定细菌能否经受氧化胁迫的关键性生理指标。
戴雄风团队以大肠杆菌为研究对象，采用定量生物学手段，对细胞耐受氧化胁迫的生理机制进行了深入的剖析。研究表明，过氧化氢胁迫造成了细菌tRNA的急剧降解，进一步导致了核糖体翻译延伸速率的极大降低，全局性地抑制了细菌的逆境防御体系。核糖体翻译延伸速率的降低导致细菌合成 oxyR regulon相关逆境响应蛋白的显著滞后。而在阈值浓度下（6 mM），核糖体的翻译延伸*停滞，导致细菌氧化胁迫防御体系的全局性崩溃，进而无法在氧化胁迫中存活。
示意图：过氧化氢介导的氧化胁迫抑制细菌的逆境响应过程进而抑制细菌的存活
通讯作者：戴雄风（华中师范大学）
作者：朱曼璐（华中师范大学）
该研究是戴雄风团队今年第二次在 《Nucleic Acids Research》 发文。此前3月27号，课题组发表了题为“Growth suppression by altered (p)ppGpp levels results from non-optimal resource allocation in Escherichia coli”的研究论文，揭示了“魔斑”(p)ppGpp对细菌生长、蛋白质翻译与基因表达的全局调控作用。该研究选择使用了YEASEN的Canace gold高保真酶（Yeasen，CAT#10149，2× Hieff Canace® Gold PCR Master Mix）。
（此处放上期文献解读链接）
值得注意的是，戴雄风团队此项研究再次选择了YEASEN的定量产品（Yeasen CAT#11201，Hieff® qPCR SYBR® Green Master Mix (No Rox)，用于开展细菌经受氧化胁迫后tRNA含量变化的测定这一关键实验。
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