广东省农业科学院农业生物基因研究中央研究员晏石娟团队结合来自中国科学院上海高档研究院、复旦年夜学、德国马普份子植物心理研究所等多个研究团队，初次从份子层面展现了锌簇转录因子AflR怎样作为“总开关”协同激活整个黄曲霉毒素生物合成通路，乐成解决了持久困扰该范畴的科学难题。相干结果近日于线发表在《天然-通信》。
黄曲霉毒素作为天然界中毒性最强的化合物之一，重要污染玉米、花生等农产物，具备极强的致癌性。据统计，全世界每一年约有4.5亿吨食粮因真菌毒素污染而没法食用，不仅造成为了巨年夜的经济丧失，更严峻威逼着人类的食物安全。是以，深切理解黄曲霉毒素生物合成的份子调控机制，成为开发精准防控计谋的要害条件。
AflR是黄曲霉毒素生物合成基因簇的主调控因子，其缺掉会致使毒素产量降低90%以上，可谓黄曲霉毒素合成的“总开关”。遗传学研究注解，AflR需同时调控合成基因簇中约17个生物合成基因，包括ver一、vbs、norA等要害酶基因。然而，这些基因的启动子含有差别的DNA序列变异，这激发了一个焦点科学问题：AflR怎样于辨认多样化DNA序列的同时连结调控特异性？
20多年前，前人研究就已经发明AflR能联合DNA回文序列，但因为其缺少典型锌簇卵白用在二聚化的螺旋布局，其辨认机制一直是个未解之谜。阐明这一机制，不仅是转录调控范畴的基础科学问题，更是理三木SEO-解黄曲霉毒素合成调控收集的要害环节。
于国度天然科学基金等项目的资助下，研究团队对于AflR-DNA联合布局域（AflR-DBD）与三个黄曲霉毒素合成要害基因（ver一、vbs及norA）启动子的彼此作用睁开了体系性研究。经由过程圆二色谱、NMR波谱及微秒级份子动力学模仿，研究团队发明AflR-DBD具备怪异的“部门无序”特性：中央的锌簇基序连结不变布局，而双侧N端及C端区域则高度柔性。NMR弛豫试验进一步注解，纵然与DNA联合后，结尾区域仍连结显著的构象可塑性，这与传统的“刚性联合”模子大相径庭，为理解其多靶点辨认能力提供告终构基础。
同时，研究团队经由过程电泳迁徙试验及等温滴定量热法证明，两个AflR-DBD单体以倒位标的目的别离辨认两个CG半位点。体系的DNA突变阐发显示，ver1启动子的典型倒位序列与vbs、norA启动子的变异序列均能被有用辨认，但直接反复序列则彻底损失联合能力。这类单体化倒位辨认模式既包管了对于黄曲霉毒素基因簇焦点序列的特异性，又答应对于启动子变异的顺应性。
份子动力学模仿联合NMR滴定试验进一步展现，锌簇基序提供“锚定”功效辨认CG位点，而柔性结尾则经由过程构象调解成立与差别DNA序列的漫衍式接触。定量电泳迁徙试验试验证明，联合位点突变对于差别黄曲霉毒素基因启动子的影响差异显著，直接验证了序列顺应性机制。
基在上述研究，团队提出了“动态锚定”辨认模子，并展现了“有序-无序”协同辨认机制代表了转录因子-DNA彼此作用的新范式。该模子从份子层面阐了然AflR怎样同时调控黄曲霉毒素生物合成基因簇中的多个基因：阶段I为启动子扫描，柔性结尾区域经由过程瞬时弱彼此作用快速扫描黄曲霉毒素基因簇的多个启动子区域；阶段II为特异性锚定，布局化锌簇基序切确辨认并不变联合CG焦点序列；阶段III为顺应性优化，无序区域按照差别启动子的序列差异举行构象调解，经由过程漫衍式接触收集优化每一个靶基因的联合不变性。
该研究成立的整合NMR、份子动力学模仿及生化验证的研究系统，可推广至其他真菌毒素调控因子的机制解析。研究明确了AflR介入差别DNA联合的要害位点，为开发靶向按捺黄曲霉毒素合成的高选择性按捺剂提供告终构基础及靶点，为鞭策黄曲霉毒素污染源头防控计谋的开发提供了主要的理论基础。
相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-63926-w
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