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华南理工大学的研究人员利用BGISEQ-500真核转录组测序技术，研究酿酒酵母FKS1突变型中的转录组水平变化，发现了MAPK通路和碳代谢在细胞壁维持中起到的重要作用。此研究成果于2018年4月22日发表在《Biochemical and Biophysical Research Communications》期刊上。 酿酒酵母与它的细胞壁 炎炎夏日，很多人喜欢喝杯冰爽的啤酒过瘾，这制作啤酒可离不开酿酒酵母。酿酒酵母，菌如其名，可以酿制啤酒及其他各种酒类，还可发酵面包等，人类生活离不开它；同时，酵母还是一种真核模式生物，是科研人员的心头宝。 它的细胞壁有维持细胞自身形态构造、抵抗外界机械压力和维持渗透压等作用。如果细胞壁有缺陷，如同人类皮肤发育不良、缺损，那么有细胞壁缺陷的酵母细胞生存难度可想而知。FKS1编码的β-1,3-葡聚糖合成酶（GS），是负责合成酿酒酵母细胞壁的主要成分的关键基因。如果FKS1遭到破坏，会导致合成酶活性显著下降，抑制β-1,3-葡聚糖的合成，细胞壁出现β-1,3-葡聚糖缺陷。所以FKS1突变型，细胞壁缺陷该如何求生呢？ 酿酒酵母FKS1突变型， 细胞壁缺陷者的求生真相 研究人员选择转录组测序技术，因为测序能提供细胞内基因表达全貌的变化，识别单基因突变影响的通路。转录组测序展示了FKS1突变型中转录组全貌变化，发现了FKS1突变引起的细胞壁表型变化与响应变化的分子机制之间的相互关系，详细描述了MAPK通路和碳代谢通路如何响应FKS1突变，加强细胞壁重塑和细胞壁成分的合成，所以FKS1突变型就是靠这样自我调节，生存下来了，真是适应性强大的物种！ 方法： 本文使用到的方法完美诠释了极简风格的发文套路：构建突变型，做6个转录组测序，深挖与细胞壁有关的通路，qRT-PCR验证和表型实验。这些方法不就是您的实验的日常吗！是不是觉得发文其实并不难。  结果： 1、通过转录组测序，发现FKS1突变型相比于对照，有1151个差异表达基因，显著性地富集到MAPK通路和碳代谢的7个通路。利用qRT-PCR验证转录组测序结果。 富集到“MAPK通路”和“碳代谢通路”，下面就从这两方面通路深挖了。
2、先说MAPK通路——MAPK通路为FKS1突变型生存而被激活：FKS1突变导致产生的各种信号通过MAPK通路传递，加强那些维持细胞壁完整的代谢过程。在酿酒酵母中MAPK通路能响应环境信号和各种各样的压力，比如细胞壁压力等（图1），在突变体中这些通路被显著性富集到，其中参与细胞系压力信号传递的许多正调控的基因上调表达，负调控的基因则下调表达（图1中cell wall stess通路）。  图1 FKS1突变引起的MAPK通路表达变化（红色上调，绿色下调，+P代表磷酸化过程） 3、再说碳代谢通路——分析FKS1突变体中细胞壁组分的碳代谢通路变化，发现细胞壁组分合成有关的葡聚糖、甘露聚糖和几丁质的合成被增强。与重构细胞壁有关的β-1,3-葡聚糖合成的碳代谢过程如图2A所示。在FKS1突变型细胞中，将UDP-葡萄糖转化其他糖的过程减少到最低（图2中第一三四条通路），从而增强了UDP-葡萄糖转化成β-1,3-葡聚糖合成（图2第二条通路），并改变细胞壁结构补偿β-1,3-葡聚糖含量减少。同样的，与细胞壁合成有关的甘露聚糖合成、细胞壁组分几丁质合成被增强，合成有关的碳代谢（图2B和C）。  图2 FKS1突变型中细胞壁组分合成通路和参与这些通路的基因表达变化， A β-1,3-葡聚糖合成，B甘露聚糖合成，C几丁质合成（红色上调，绿色下调） 4、检测细胞壁表型变化，与转录组测序相互印证。提取细胞壁，葡聚糖、甘露聚糖和几丁质水解产物，葡萄糖、甘露糖和葡萄糖胺。FKS1突变型和对照细胞相比，甘露糖和葡萄糖胺提高18.09%和169.72%，而葡萄糖却降低25.99%（图3）。原因是尽管如上所述中有一种补偿机制增强葡萄糖相关酶的表达，但毕竟突变型有β-1,3-葡聚糖缺陷。但同时突变型又通过增强甘露聚糖和几丁质水平来补偿葡聚糖的缺陷。  图3 FKS1突变型和对照细胞的细胞系组分水解后的葡萄糖、甘露糖和葡萄糖胺的定量分析（灰色为对照，斜线为突变型） 这篇文章的研究单位是BGISEQ-500真核转录组测序推出后签约较早的一批客户，拿到数据做后续实验，整个流程快速准确，今年4月就发表文章了。如今，我们对转录组三大产品的信息分析进行了全新升级（了解具体升级内容请点击→喜新厌旧才是真爱 | 新版转录组测序信息分析，来了！ ），集合顶级期刊的最新分析热点，助您发表高分文章，快来吧！ 华大科技 您的首选科技合作伙伴 详询请联系销售代表或拨打4007066615热线 BGISEQ-500平台发表文章列表： （点击图片查看大图） |
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