DR2416/DR2415双组分系统通过DNA损伤修复与ROS清除机制增强耐辐射奇球菌抗辐射性的研究

为解决极端环境下细菌抗辐射机制的关键科学问题，研究人员针对耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)开展双组分系统(TCS)功能研究。通过基因敲除实验证实DR2416(组氨酸激酶)与DR2415(应答调节蛋白)协同调控DNA双链断裂修复基因recN、sbcC和过氧化氢酶基因katE的表达，揭示该TCS通过磷酸化信号转导(His259→Asp52)增强辐射抗性的分子机制，为极端微生物应用研究提供新靶点。

　　

在微生物应对环境胁迫的防御体系中，双组分系统(Two-component system, TCS)犹如精密的信号转换器，将外界刺激转化为特异性应激反应。被誉为"地球最强生物"的耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)凭借其惊人的辐射抗性，成为研究DNA修复和太空生物学的模式生物。本研究聚焦DR2416/DR2415这对黄金搭档——前者是驻守细胞膜的组氨酸激酶(HK)，后者是应答调节蛋白(RR)。

当遭遇电离辐射、过氧化氢或丝裂霉素C等DNA损伤剂攻击时，这个信号通路立即启动应急响应。实验显示：缺失dr2416或dr2415基因的突变株，其抗辐射铠甲出现明显裂痕。Western blot检测发现辐射会显著激活DR2415蛋白表达，而Phos-tag SDS-PAGE技术则捕捉到精妙的分子舞蹈——DR2416在His²⁵⁹位点完成自磷酸化后，将磷酸基团精准传递给DR2415的Asp⁵²位点。

这个信号级联反应如同交响乐指挥，调控着DNA修复乐团(recN、sbcC)和抗氧化合唱队(katE)的基因表达。研究揭示DR2416/DR2415系统通过双重防御策略构筑辐射防线：既修复DNA双链断裂，又清除活性氧(ROS)副产物。这些发现为理解极端微生物的生存智慧提供了新视角，在生物修复技术和航天微生物学领域具有重要应用价值。