雨生虾青素积累的表观遗传调控机制

时间：2021-10-21 00:00:00 来源：网络整理

雨生红球菌(H. pluvialis)能产生具有较强抗氧化能力的天然虾青素。如何提高雨生虾虾青素的含量是当前研究的热点。

近日，中国科学院合肥物质科学研究院Huang Qing教授领导的研究小组揭示了低温等离子体(LTp)处理下雨生虾青素积累的刺激效应的表观遗传调控机制。研究结果发表在《Bioresource Technology》杂志上。

“之前，我们发现低温等离子体可以刺激雨生H. pluvialis的生长和虾青素的积累，”这项研究的组长Huang教授说，“但其机制尚不清楚。然后，我们想知道这是否是由于表观遗传效应，因为我们在这种情况下没有突变，所以我们发起了这项研究，目前的工作只是验证了我们的假设。”

“组蛋白三甲基化发生在藻细胞低温等离子体处理后，组蛋白三甲基化位点位于胡萝卜素异构酶（CRTISO）的启动子处，该启动子调节下游胡萝卜素衍生的植物激素，并导致虾青素含量增加。”Huang教授进一步解释。

研究组在检测激素和转录基因后发现，经LTp处理后，藻类中独角仙内酯(SLS)和脱落酸(ABA)水平显著升高，虾青素合成基因表达增加，特别是其中一个关键基因CRTISO特异上调。通过免疫荧光实验，他们发现血浆放电处理后组蛋白H3赖氨酸4三甲基化(h3k4me3)的荧光强度增加，表明表观遗传改变。ChIp pCR实验进一步证实h3k4me3位点位于CRTISO启动子区域，启动子表达上调。

“所以我们进行了这些实验，证明了等离子体刺激是通过调节h3k4me3增加CRTISO的表达来实现的，”该论文的共同第一作者LI lammei说。

本研究从表观遗传学角度探讨LTp促进藻类生长和虾青素生产的机理。

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Low-temperature plasma promotes growth of Haematococcus pluvialis and accumulation of astaxanthin by regulating histone H3 lysine 4 tri-methylation

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