论文部分内容阅读
大肠杆菌的 ftsK 是同时参与新生横隔的形成以及染色体分离的细胞分裂必需基因。天蓝色链霉菌在整个生活周期中并没有标准的细胞分裂过程，但是基因组中却存在 ftsK的同系物(ftsK<,SC>)。本研究旨在探索ftsK<,SC>在链霉菌形态分化中的功能。
首先在天蓝色链霉菌中构建了ftsK<,SC>的两个缺失突变株：一个ftsK<,SC>的读码框被acc(3)Ⅳ-oriT 基因盒置换得到WL1，另一个则将ftsK<,SC>进行同框缺失得到 WL11。表型观察和互补实验证明ftsK<,SC>的缺失突变导致链霉菌遗传不稳定。
生物信息分析预测 FtsK<,SC>同FtsK/SpoⅢE家族大多数成员一样由相对独立的跨膜结构域的N末端、具有保守的依赖ATP的DNA转运酶结构域的C末端以及中间的连接区组成。而FtsK<,SC>主要结构域的同框缺失蛋白均不能实现功能互补，表明这三个主要结构域都是FtsK<,SC>维持链霉菌遗传稳定性所必需的。
预萌发实验、氯霉素敏感突变以及精氨酸营养缺陷型突变的检测，表明 ftsk<,SC> 缺失突变引发了染色体不稳定。5个PCR扩增实验结果表明大部分的异常菌落中存在染色体一个或两个末端片段的丢失，而且丢失的最大片段可能超过841 kb。
FtsK<,SC>-EGFP融合蛋白在链霉菌菌丝体中的定位观察结果表明， FtsK<,SC>主要作用于链霉菌产孢时期，跨膜结构域是正确的细胞定位以及维持遗传稳定所必需的。
利用sigFp:egfp 作为报告基因，发现ftsK<,SC>缺失突变导致约7％的孢子虽然含有DNA但无法正常表达egfp。对这些孢子类似物的观察发现在孢子类似物中sigF的表达是自主调节的，同时也暗示了未知的产孢晚期基因位于由FtsK<,SC>负责转运的染色体的末端片段上。
观察ftsK<,SC>缺失突变株中FtsZ<,SC>-EGFP融合蛋白的细胞定位，发现天蓝色链霉菌的FtsK<,SC>缺失突变没有影响到细胞分裂蛋白 FtsZ<,SC> 在气生菌丝中的定位。
同样作为链霉菌染色体的分离蛋白，ParAB和 FtsK<,SC>的双突变株中未观察到明显的突变累计效应，表明ParAB和 FtsK<,SC>在链霉菌产孢时期的染色体分离过程中的作用可能是相对独立的。
S1 核酸酶作图发现ftsK<,SC>至少有两个启动子，一个位于ftsK<,SC>的起始密码子上游400 bp左右，另一个位于osaB的上游，暗示着ftsK<,SC>与osaB存在共转录。多个启动子的存在也暗示了ftsK<,SC>的表达可能存在较严谨的调控。
最后构建了基因组中另一个ftsK同系物SC04508的多个缺失突变株，均未观察到明显的表型变化。生物信息分析显示该基因可能是YukA类转运蛋白，是革兰氏阳性细菌中第四类分泌系统的重要组成蛋白。