灵芝酸（gas）是一种三萜类化合物，是灵芝属中的关键药理活性化合物，具有多种生物学功能。然而，直接调控ga生物合成的转录因子仍然知之甚少。
2023年01月03日，中南林业科技大学的最新研究成果，发表在communications biology期刊上(影响因子6.548)，文章题目为“the bhlh-zip transcription factor srebp regulates triterpenoid and lipid metabolisms in the medicinal fungusganoderma lingzhi”。该研究使用dna亲和纯化测序(dap-seq)技术鉴定了药用真菌灵芝中bhlh-zip转录因子srebp的结合基序和靶基因。进一步研究揭示了srebp调控灵芝中三萜类化合物和脂质代谢的分子机制，为提高灵芝物种的ga产量提供了宝贵的基因资源。
该研究首先采用illumina和pacbio测序策略对灵芝菌株的基因组进行了从头测序和组装，随后进行了基因功能分析，并注释了参与三萜类化合物和麦角甾醇生物合成的基因。然后，通过多个物种的基因保守性比对分析，筛选到了调控三萜生物合成的潜在bhlh-zip转录因子甾醇调节元件结合蛋白（srebp）。
图1. 在全基因组水平上鉴定srebp的结合位点和基序
通过dap-seq分析，在全基因组水平鉴定了转录因子srebp的结合位点和靶基因。进一步对这些靶基因进行kegg富集分析，发现包括三萜类化合物合成和脂质代谢相关途径富集。电泳迁移实验（emsa）进一步验证了srebp与靶基因之间的相互作用。
图2. rna-seq分析显示了srebp调控灵芝三萜类、麦角甾醇和脂质生物合成基因的表达
通过rna-seq与dap-seq联合分析，发现srebp靶基因之中，参与类固醇和三萜类生物合成的甲羟戊酸激酶（g3941）和3-羟基-3-甲基戊二酰合成酶（g1941），以及参与麦角甾醇生物合成的甾醇异构酶（erg2，g7787）和羊毛甾醇14-脱甲基酶（erg11，g3908），在srebp过表达菌株（oep::srebp）中显著上调表达。此外，参与甘油磷脂/甘油脂代谢的3个靶基因，乙醇胺-磷酸转移酶（g1208）、溶血磷脂酰基转移酶（g4309）和心磷脂特异性磷脂酶（g4280）也显著上调表达。次级代谢组学和脂质代谢组学分析发现，甲羟戊酸、羊毛甾醇、麦角甾醇和13种不同的ga以及多种脂质的含量在该srebp过表达菌株中显著增加。此外，当oe::srebp菌株用外源性srebp特异性抑制剂fatostatin处理时，srebp过表达对三萜类化合物和脂质代谢的影响得以恢复。以上rna-seq、次级代谢组学和脂质代谢组学的分析，揭示了srebp的过表达通过促进ga、麦角甾醇和脂质生物合成相关靶基因的转录，导致ga、麦角甾醇和脂质代谢显著增加。
图3. srebp调节灵芝ga、麦角甾醇和脂质生物合成的机制图
总之，该研究在灵芝基因组中发现了一个bhlh-zip转录因子srebp。dap-seq鉴定了dna序列5′-grvgrvgrvgr-3′为最佳的srebp结合基序，以及参与ga、麦角甾醇和脂质生物合成的关键靶基因。srebp过表达菌株的进一步实验研究阐明了srebp在灵芝三萜类化合物和脂质代谢中的作用及其调控机制。
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