编辑推荐：
为探究 α-1,3 - 葡聚糖合酶（Ags）和 Crh 转糖基酶在黑曲霉细胞壁合成中的作用，研究人员对相关基因缺失突变体进行研究。结果发现 Ags 和 Crh 基因家族缺失影响细胞壁完整性、生长形态等，该研究为抗真菌治疗和工业发酵提供思路。
在真菌的微观世界里，细胞壁是其生存与发展的重要 “铠甲”。真菌细胞壁主要由几丁质、β- 葡聚糖和 α- 葡聚糖等构成，这些成分相互交织，形成了一个复杂而又坚固的结构。然而，目前对于真菌细胞壁中一些关键成分的作用，以及相关基因在细胞壁合成过程中的具体机制，仍存在诸多未解之谜。比如，α-1,3 - 葡聚糖合酶（Ags）在不同真菌中的功能差异较大，其基因拷贝数的多样性也令人困惑；Crh 转糖基酶在不同真菌中的作用也不尽相同，在黑曲霉中其基因家族缺失对细胞壁完整性的影响尚不明确。为了深入了解这些问题，来自国外研究机构的研究人员开展了一项关于黑曲霉中 α- 葡聚糖合酶和 Crh 转糖基酶基因家族的研究，相关成果发表在《The Cell Surface》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先运用 CRISPR/Cas9 技术构建了不同基因缺失的黑曲霉菌株，包括单基因缺失（如agsA或agsE）、双基因缺失（agsA和agsE）以及多基因缺失（agsA-E和crhA-G等）。通过基因表达数据分析研究不同ags基因在不同生长条件下的表达情况。利用细胞表面敏感性实验，检测突变株对多种细胞壁干扰化合物的敏感性。借助单糖分析和扫描电镜技术，分析细胞壁的成分和结构变化。
研究结果如下：
- 基因编辑构建突变株：成功利用迭代 CRISPR/Cas9 介导的基因组编辑技术构建了一系列ags基因缺失的黑曲霉菌株，为后续研究提供了实验材料。
- 基因表达差异：分析基因表达数据发现，agsA、agsC和agsE在不同生长条件下表达水平较高，其中agsE最为显著，且不同ags基因具有不同的表达模式和共表达网络。
- 细胞敏感性变化：agsE基因缺失增加了黑曲霉对刚果红（CR）和 Calcofluor White（CFW）的敏感性，而agsA缺失影响较小。同时缺失ags和crh基因家族，使菌株对细胞壁干扰化合物的敏感性增强，呈现协同效应。
- 细胞壁成分与结构：对细胞壁的单糖分析和扫描电镜观察显示，ags和crh基因缺失突变株与亲本菌株相比，细胞壁的主要结构多糖没有明显差异，未出现重组现象。
- 生长形态改变：在液体培养中，agsE缺失导致独特的分散均匀生长表型，而缺失整个ags基因家族并结合crh基因家族缺失，使菌落形态发生显著变化，径向生长减少，菌落更紧凑。
研究结论和讨论部分指出，该研究揭示了ags基因在黑曲霉细胞壁合成中的复杂调控机制和补偿反应。agsE基因对维持真菌细胞壁完整性具有重要作用，其缺失影响生长形态，但不直接改变细胞壁结构，体现了细胞结构与功能之间的复杂相互作用。同时，研究发现 Ags 蛋白在非应激生长条件下并非生存所必需，这表明细胞内存在其他补偿机制。此外，crh基因家族的作用与ags基因相关，二者在不同发育阶段对维持细胞壁完整性具有重要意义。该研究为深入理解真菌细胞壁的动态变化提供了重要依据，有助于开发新型抗真菌疗法，优化工业真菌发酵过程，以及在农业中更好地管理真菌抗性，在生命科学和健康医学领域具有重要的理论和实践意义。
