广东
近日，山东大学环境科学与工程学院李力教授团队在芳香族化合物降解转录调控领域取得新进展，相关研究以“LuxR solo regulates recalcitrant aromatic compound biodegradation: Repression and activation of dibenzofuran-catabolic genes expression in a Rhodococcus sp.”为题发表在Journal of Hazardous Materials上。
图：LuxR solo调控难降解芳香族化合物的生物降解—在红球菌中抑制和激活二苯并呋喃代谢基因的表达
芳香族化合物包括多环芳烃、杂环和取代基芳香化合物，是环境中广泛分布的难降解有机污染物之一；由于其毒性较高，对生态系统健康构成严重威胁。二噁英是其中一类典型的持久性有机污染物。红球菌p52是二噁英降解菌，可利用多种难降解有机污染物作为唯一碳源生长，如二苯并呋喃、2-氯二苯并呋喃、2，8-二氯二苯并呋喃、二苯并-对-二噁英、蒽、菲、芴、二苯并噻吩和咔唑等。菌株p52中存在两个参与二噁英起始双羟化的双加氧酶基因簇dfdA1A2A3A4和dbfA1A2（二者在G+降解菌中保守），分别位于降解质粒pDF01和pDF02上；此外在dfdA1A2A3A4下游和上游各含一个dfdB和dfdC拷贝，分别编码外二醇双加氧酶和水解酶，催化双羟化产物—2, 2', 3-三羟基联苯的间位裂解和水解，产生水杨酸。目前多数已知的二苯并呋喃降解基因调控因子仅参与调节单个转录单位，降解基因dfdA、dfdB、dfdC共同调节的机制尚不清楚。在菌株p52中，dfdC基因上游编码的转录调控蛋白LuxR solo，对降解基因dfdA和dfdC-dfdB的表达均起抑制作用，而中间代谢产物水杨酸可以减轻LuxRsolo的抑制作用。LuxR solo与群体感应LuxR家族调控因子同源，在细菌-细菌和真核宿主-细菌相互作用中对细菌的信号感知起非常重要的作用。对该LuxR进行系统发育分析，发现LuxR solo普遍存在于芳香族化合物的降解菌中。该研究拓宽了对芳香族化合物降解基因转录调控机制的认识，有助于实现污染修复菌群调控，促进生物修复技术的应用。
环境学院2022级博士研究生付常爱为该论文第一作者，通讯作者为李力教授，山东大学环境科学与工程学院为通讯作者单位。该研究得到了国家自然科学基金的支持。
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