摘要：研究揭示了轉(zhuǎn)錄因子Dal81與已知調(diào)控因子Stp2的協(xié)同作用機(jī)制。

在人體這個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)中，pH值如同無(wú)形的指揮棒，調(diào)控著微生物的生存策略。對(duì)于機(jī)會(huì)性致病真菌白色念珠菌(Candida albicans)而言，從酸性陰道(pH 4.0)到中性血液(pH 7.4)的跨越，是一場(chǎng)關(guān)乎生死的適應(yīng)性考驗(yàn)。這種真菌不僅要在極端pH環(huán)境中存活，更能主動(dòng)改變周?chē)h(huán)境pH值——這一能力與其從共生狀態(tài)轉(zhuǎn)為致病狀態(tài)密切相關(guān)。然而，盡管已知轉(zhuǎn)錄因子Stp2在環(huán)境堿化中起關(guān)鍵作用，但越來(lái)越多的證據(jù)表明這一過(guò)程還存在其他"幕后推手"。

 圖1 兩種轉(zhuǎn)錄因子協(xié)同調(diào)控pH堿化促進(jìn)真菌共生與致病性

為揭開(kāi)這一謎團(tuán)，由Xinhua Huang和Changbin Chen領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)在《Nature Communications》發(fā)表了重要成果。研究人員首先通過(guò)大規(guī)模遺傳篩選，從674個(gè)基因敲除突變體中鑒定出23個(gè)具有堿化缺陷的候選基因，其中編碼Zn(II)2Cys6轉(zhuǎn)錄因子的Dal81表現(xiàn)出與Stp2類(lèi)似的完全堿化能力喪失。通過(guò)構(gòu)建原養(yǎng)型背景的dal81Δ/Δ突變體，研究證實(shí)Dal81缺失會(huì)導(dǎo)致體外和吞噬溶酶體中的堿化缺陷，且與stp2Δ/Δ雙敲除突變體表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)。

研究采用的主要技術(shù)包括：遺傳篩選（利用C. albicans基因敲除文庫(kù)）、蛋白質(zhì)互作分析（酵母雙雜交和免疫共沉淀）、分子生物學(xué)技術(shù)（ChIP-seq和RNA-seq解析轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)）、以及小鼠模型（腸道定植和系統(tǒng)性感染實(shí)驗(yàn)）。來(lái)自上海免疫與感染研究所等單位的研究人員還運(yùn)用了先進(jìn)的顯微成像技術(shù)追蹤吞噬體pH動(dòng)態(tài)變化。

Dal81是C. albicans pH堿化的新型調(diào)控因子

研究發(fā)現(xiàn)dal81Δ/Δ突變體在多種培養(yǎng)基（YNB + 1% CAA、人工唾液等）中均喪失堿化能力，表現(xiàn)為培養(yǎng)基顏色變化缺失和氨釋放減少。在巨噬細(xì)胞感染模型中，野生型菌株能有效中和吞噬體pH，而dal81Δ/Δ突變體則持續(xù)保持酸性環(huán)境。

Dal81與Stp2的協(xié)同調(diào)控機(jī)制

通過(guò)酵母雙雜交和Co-IP實(shí)驗(yàn)，首次證實(shí)Dal81與Stp2存在物理相互作用。AlphaFold 3預(yù)測(cè)顯示兩者形成"鎖-鑰"結(jié)構(gòu)，21個(gè)關(guān)鍵殘基的丙氨酸替換完全破壞了這種互作。值得注意的是，雖然Dal81不影響Stp2的mRNA水平或核定位，但能顯著提高Stp2蛋白穩(wěn)定性。

轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的解析

RNA-seq分析揭示Dal81和Stp2共同調(diào)控2516個(gè)堿化響應(yīng)基因，其中1120個(gè)為兩者共同靶標(biāo)。ChIP-seq證實(shí)兩者協(xié)同結(jié)合于GDH2、PUT1等代謝基因啟動(dòng)子區(qū)。特別值得注意的是，Dal81還特異性調(diào)控糖代謝相關(guān)基因，而Stp2則獨(dú)特調(diào)控氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)基因。

生理功能與致病意義

在形態(tài)發(fā)生方面，dal81Δ/Δ突變體表現(xiàn)出酵母-菌絲轉(zhuǎn)換缺陷，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞逃逸能力下降（細(xì)胞毒性降低40%）。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，dal81Δ/Δ和stp2Δ/Δ單突變體的腸道定植分別減少10倍和8倍，而雙敲除菌株則完全喪失定植能力。系統(tǒng)性感染模型中，雙突變體導(dǎo)致小鼠生存率顯著提高（P<0.0001）。< div="">