读书报告之真菌氧脂素作为信号分子在丝状真

丝状真菌在非生物和生物信号的指导下，沿着复杂的发育程序进行分化。目前，控制真菌发育的内在信号在很大程度上仍然是未知的。因此，本文作者结合转录组学、遗传学和细胞学分析对真菌产生的氧脂素调控机理进行研究，并取得一定进展：

研究发现，PpoA能够催化产生2种亚油酸衍生物，8R-HODE（8-羟基十八碳二烯酸）和5,8-diHODE（5,8-二羟基十八碳二烯酸，或5,8-二羟基亚油酸），作者通过UHPLC-MS/MS对烟曲霉菌的WT和ppoA缺失突变体进行分析，结果发现，△ppoA不能产生5,8-diHODE，但能产生少量的8R-HODE；而WT能产生这两种代谢物。基于此结果，作者猜测缺少5,8-diHODE可能导致分生孢子形成的早期表型，即ppoA敲除突变体中产孢量显著增加。所以作者以乙醇作为对照，用不同浓度的5,8-diHODE处理WT和△ppoA，结果发现，随着5,8-diHODE浓度的增加WT的产孢量不受影响，而△ppoA的产孢量逐渐减少，且在5,8-diHODE浓度为5μg/mL时恢复WT产孢水平。

作者对烟曲霉菌产生的氧脂素进行进一步研究，用不同浓度的5,8-diHODE孵育烟曲霉菌WT分生孢子，结果发现，菌丝的侧枝增多，随着处理浓度的增加逐渐加重，且从5μg/mL浓度开始分枝数显著增加。用植物细胞壁钙荧光白（CFW）染色，发现5,8-diHODE处理后菌丝隔膜距离较短，且其处理的菌丝中几丁质的含量较高。通过研究，作者发现，无论是产孢状态下的菌丝还是未产孢状态下的菌丝，5,8-diHODE诱导的过分枝现象相同，都是随着浓度的增加分枝数增多。由于烟曲霉菌菌株在许多生理生长属性上存在高度不同的现象，所以作者也检测了5,8-diHODE在另一种常被研究的烟曲霉菌菌株CEA10中的作用，发现用5μg/mL的5,8-diHODE处理也会发生分枝现象。

作者好奇的是，另外一种由PpoA催化合成的亚油酸衍生的氧脂素8R-HODE是否会诱导侧枝分化，经过实验后发现，它对侧枝分化没有影响。但用5μg/mL的8R-HODE和5,8-diHODE同时处理，发现分枝数较单独添加5,8-diHODE减少，可能是8R-HODE对5,8-diHODE有竞争或拮抗作用。由于诱导菌丝分枝的研究仅限于植物天然产物独脚金内酯的报道，所以作者测试了其类似物GR24的影响，结果发现曲霉菌的分枝未受影响。综上推测曲霉菌可能需要氧脂素的特异性来识别。为了验证这一观点，作者测试了一系列二羟基和环氧化的氧脂素对烟曲霉菌Af菌丝分枝的诱导作用，发现另外2种氧脂素5,8-diHOME和7,8-diHODE诱导的超分枝现象与5,8-diHODE相似，然而其他氧脂素对分枝并无影响，这表明一些必须的结构特异性，可能与羟基的位置、双键的数量和酰基链的长度有关。

在许多丝状真菌中也存在分枝现象，作者想通过实验了解PpoA同系物是否在这一过程发挥作用。结果发现，在5,8-diHODE存在的情况下只有烟曲霉和黄曲霉的分枝数增加。非常有趣的是，在5,8-diHODE处理下，稻瘟病菌萌发产生附着胞。

接着作者发现5,8-diHODE通过GPCRS介导。GPCRS是哺乳动物氧脂素的主要受体并介导外源植物氧脂素对曲霉的影响。因此作者通过获得其突变体来验证GPCRS是否参与了5,8-diHODE诱导黄曲霉菌的菌丝分枝过程。结果发现，在5μg/mL的5,8-diHODE处理下，△gprC、△gprG和△gprM的分枝数未增加。

然后作者用5μg/mL的5,8-diHODE处理烟曲霉菌Af30min和min后，通过转录组分析鉴定差异表达基因个，并通过遗传筛选确定调控分枝反应的转录因子。

由于烟曲霉菌WT菌丝在5,8-diHODE处理下，细胞壁几丁质沉积增加，且隔膜之间的距离减小。所以作者想知道4个转录因子突变体的菌丝在这些方面是否存在异常。结果发现，△AFUB_钙荧光强度略微减弱，而△AFUB_荧光强度显著增加。除了△AFUB_之外，不同突变体中的间隔距离也发生了改变。由于这种异常现象，作者用两种细胞壁干扰剂处理突变体，发现△AFUB_对两种试剂的敏感性均高于WT。

为了进一步确认转录因子在5,8-diHODE诱导分枝中的作用，作者过表达了2个5,8-diHODE上调转录因子：AFUB_和AFUB_。结果表明，OE:AFUB_出现超分枝，并对5,8-diHODE无反应。OE:AFUB_的分枝数与WT相比，表现出类似或轻微的分枝增加，外源加入5,8-diHODE后分枝略微或显著增加。

作者进一步对这两个过表达菌株进行鉴定，且均与5,8-diHODE保持响应。其中，CFW信号仅在OE:AFUB_中增加，与WT相比两种过表达菌株的间距均减小。外源加入5,8-diHODE，对OE:AFUB_菌株间距无影响，而会导致OE:AFUB_菌株菌丝内的隔膜间距进一步减小。

文章报道了内源性产生并分泌的一种二羟基氧脂素，5,8-diHODE，能够调控丝状真菌的分化过程，包括菌丝分枝和附着胞的形成。此外，本文还报道了曲霉对氧脂素的分枝反应表现出化学特异性并通过GPCRs介导。最后，作者推测类似的氧脂素介导的GPCR级联反应可能在稻瘟病菌中存在，导致附着胞的形成，这为稻瘟病菌的深入研究提供新思路。

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