摘要：研究揭示了轉錄因子Dal81與已知調控因子Stp2的協同作用機制。
在人體這個復雜的生態系統中，pH值如同無形的指揮棒，調控著微生物的生存策略。對于機會性致病真菌白色念珠菌(Candida albicans)而言，從酸性陰道(pH 4.0)到中性血液(pH 7.4)的跨越，是一場關乎生死的適應性考驗。這種真菌不僅要在極端pH環境中存活，更能主動改變周圍環境pH值——這一能力與其從共生狀態轉為致病狀態密切相關。然而，盡管已知轉錄因子Stp2在環境堿化中起關鍵作用，但越來越多的證據表明這一過程還存在其他"幕后推手"。
圖1 兩種轉錄因子協同調控pH堿化促進真菌共生與致病性
為揭開這一謎團，由Xinhua Huang和Changbin Chen領銜的研究團隊在《Nature Communications》發表了重要成果。研究人員首先通過大規模遺傳篩選，從674個基因敲除突變體中鑒定出23個具有堿化缺陷的候選基因，其中編碼Zn(II)2Cys6轉錄因子的Dal81表現出與Stp2類似的完全堿化能力喪失。通過構建原養型背景的dal81Δ/Δ突變體，研究證實Dal81缺失會導致體外和吞噬溶酶體中的堿化缺陷，且與stp2Δ/Δ雙敲除突變體表現出協同效應。
研究采用的主要技術包括：遺傳篩選（利用C. albicans基因敲除文庫）、蛋白質互作分析（酵母雙雜交和免疫共沉淀）、分子生物學技術（ChIP-seq和RNA-seq解析轉錄調控網絡）、以及小鼠模型（腸道定植和系統性感染實驗）。來自上海免疫與感染研究所等單位的研究人員還運用了先進的顯微成像技術追蹤吞噬體pH動態變化。
Dal81是C. albicans pH堿化的新型調控因子
研究發現dal81Δ/Δ突變體在多種培養基（YNB + 1% CAA、人工唾液等）中均喪失堿化能力，表現為培養基顏色變化缺失和氨釋放減少。在巨噬細胞感染模型中，野生型菌株能有效中和吞噬體pH，而dal81Δ/Δ突變體則持續保持酸性環境。
Dal81與Stp2的協同調控機制
通過酵母雙雜交和Co-IP實驗，首次證實Dal81與Stp2存在物理相互作用。AlphaFold 3預測顯示兩者形成"鎖-鑰"結構，21個關鍵殘基的丙氨酸替換完全破壞了這種互作。值得注意的是，雖然Dal81不影響Stp2的mRNA水平或核定位，但能顯著提高Stp2蛋白穩定性。
轉錄調控網絡的解析
RNA-seq分析揭示Dal81和Stp2共同調控2516個堿化響應基因，其中1120個為兩者共同靶標。ChIP-seq證實兩者協同結合于GDH2、PUT1等代謝基因啟動子區。特別值得注意的是，Dal81還特異性調控糖代謝相關基因，而Stp2則獨特調控氨基酸轉運基因。
生理功能與致病意義
在形態發生方面，dal81Δ/Δ突變體表現出酵母-菌絲轉換缺陷，導致巨噬細胞逃逸能力下降（細胞毒性降低40%）。動物實驗顯示，dal81Δ/Δ和stp2Δ/Δ單突變體的腸道定植分別減少10倍和8倍，而雙敲除菌株則完全喪失定植能力。系統性感染模型中，雙突變體導致小鼠生存率顯著提高（P<0.0001）。< div="">
圖2 白色念珠菌Dal81是pH堿化、菌絲生長及巨噬細胞逃逸所必需的
圖2 白色念珠菌Dal81是pH堿化、菌絲生長及巨噬細胞逃逸所必需的
這項研究首次闡明了Dal81-Stp2復合物在真菌環境適應中的核心作用，提出了"協同調控"的新模式：Dal81作為分子支架增強Stp2的穩定性，兩者共同激活代謝網絡驅動堿化過程。這一發現不僅解釋了為何單獨回補任一轉錄因子無法挽救堿化表型，更為抗真菌藥物開發提供了新靶點——針對Dal81-Stp2相互作用界面的小分子抑制劑可能成為選擇性抗真菌劑。
從更廣泛的視角看，該研究揭示了微生物適應宿主環境的精密調控網絡。真菌通過整合pH感應、代謝重編程和形態轉換等多層次調控，實現在宿主體內的生存擴張。這種適應性策略很可能是多種病原微生物的共性特征，為理解微生物-宿主互作提供了新范式。未來研究可進一步探索Dal81-Stp2通路與其他環境感應通路（如Rim101）的交叉調控，以及在臨床菌株中的保守性。
參考資料
[1] Coordinated regulation of pH alkalinization by two transcription factors promotes fungal commensalism and pathogenicity
摘要：研究揭示了轉錄因子Dal81與已知調控因子Stp2的協同作用機制。
在人體這個復雜的生態系統中，pH值如同無形的指揮棒，調控著微生物的生存策略。對于機會性致病真菌白色念珠菌(Candida albicans)而言，從酸性陰道(pH 4.0)到中性血液(pH 7.4)的跨越，是一場關乎生死的適應性考驗。這種真菌不僅要在極端pH環境中存活，更能主動改變周圍環境pH值——這一能力與其從共生狀態轉為致病狀態密切相關。然而，盡管已知轉錄因子Stp2在環境堿化中起關鍵作用，但越來越多的證據表明這一過程還存在其他"幕后推手"。
圖1 兩種轉錄因子協同調控pH堿化促進真菌共生與致病性
為揭開這一謎團，由Xinhua Huang和Changbin Chen領銜的研究團隊在《Nature Communications》發表了重要成果。研究人員首先通過大規模遺傳篩選，從674個基因敲除突變體中鑒定出23個具有堿化缺陷的候選基因，其中編碼Zn(II)2Cys6轉錄因子的Dal81表現出與Stp2類似的完全堿化能力喪失。通過構建原養型背景的dal81Δ/Δ突變體，研究證實Dal81缺失會導致體外和吞噬溶酶體中的堿化缺陷，且與stp2Δ/Δ雙敲除突變體表現出協同效應。
研究采用的主要技術包括：遺傳篩選（利用C. albicans基因敲除文庫）、蛋白質互作分析（酵母雙雜交和免疫共沉淀）、分子生物學技術（ChIP-seq和RNA-seq解析轉錄調控網絡）、以及小鼠模型（腸道定植和系統性感染實驗）。來自上海免疫與感染研究所等單位的研究人員還運用了先進的顯微成像技術追蹤吞噬體pH動態變化。
Dal81是C. albicans pH堿化的新型調控因子
研究發現dal81Δ/Δ突變體在多種培養基（YNB + 1% CAA、人工唾液等）中均喪失堿化能力，表現為培養基顏色變化缺失和氨釋放減少。在巨噬細胞感染模型中，野生型菌株能有效中和吞噬體pH，而dal81Δ/Δ突變體則持續保持酸性環境。
Dal81與Stp2的協同調控機制
通過酵母雙雜交和Co-IP實驗，首次證實Dal81與Stp2存在物理相互作用。AlphaFold 3預測顯示兩者形成"鎖-鑰"結構，21個關鍵殘基的丙氨酸替換完全破壞了這種互作。值得注意的是，雖然Dal81不影響Stp2的mRNA水平或核定位，但能顯著提高Stp2蛋白穩定性。
轉錄調控網絡的解析
RNA-seq分析揭示Dal81和Stp2共同調控2516個堿化響應基因，其中1120個為兩者共同靶標。ChIP-seq證實兩者協同結合于GDH2、PUT1等代謝基因啟動子區。特別值得注意的是，Dal81還特異性調控糖代謝相關基因，而Stp2則獨特調控氨基酸轉運基因。
生理功能與致病意義
在形態發生方面，dal81Δ/Δ突變體表現出酵母-菌絲轉換缺陷，導致巨噬細胞逃逸能力下降（細胞毒性降低40%）。動物實驗顯示，dal81Δ/Δ和stp2Δ/Δ單突變體的腸道定植分別減少10倍和8倍，而雙敲除菌株則完全喪失定植能力。系統性感染模型中，雙突變體導致小鼠生存率顯著提高（P<0.0001）。< div="">
圖2 白色念珠菌Dal81是pH堿化、菌絲生長及巨噬細胞逃逸所必需的
圖2 白色念珠菌Dal81是pH堿化、菌絲生長及巨噬細胞逃逸所必需的
這項研究首次闡明了Dal81-Stp2復合物在真菌環境適應中的核心作用，提出了"協同調控"的新模式：Dal81作為分子支架增強Stp2的穩定性，兩者共同激活代謝網絡驅動堿化過程。這一發現不僅解釋了為何單獨回補任一轉錄因子無法挽救堿化表型，更為抗真菌藥物開發提供了新靶點——針對Dal81-Stp2相互作用界面的小分子抑制劑可能成為選擇性抗真菌劑。
從更廣泛的視角看，該研究揭示了微生物適應宿主環境的精密調控網絡。真菌通過整合pH感應、代謝重編程和形態轉換等多層次調控，實現在宿主體內的生存擴張。這種適應性策略很可能是多種病原微生物的共性特征，為理解微生物-宿主互作提供了新范式。未來研究可進一步探索Dal81-Stp2通路與其他環境感應通路（如Rim101）的交叉調控，以及在臨床菌株中的保守性。
參考資料
[1] Coordinated regulation of pH alkalinization by two transcription factors promotes fungal commensalism and pathogenicity
