一种真菌时钟蛋白在氮代谢和线粒体功能中发挥昼夜节律之外的作用

《Microbiological Research》：A fungal clock protein exerts extra-circadian roles in nitrogen metabolism and mitochondrial function

　　**摘要**蛋白质兼性（protein moonlighting）指的是多肽具有超出其公认经典角色的功能。虽然这一观点正在改变我们对细胞信号整合的理解，但在时间保持蛋白（timekeeping proteins）中，这种双重功能（如果存在的话）在很大程度上仍未被探索。昼夜节律时钟是普遍存在的细胞机制，其汇聚于共同的建筑原则，围绕涉及起搏蛋白活性的负反馈环构建。在真菌中，FREQUENCY（FRQ）是定义时间节律的关键蛋白，但它是否有时钟之外的角色尚不清楚。在此，我们证明，真菌植物病原体灰葡萄孢（Botrytis cinerea）的FRQ蛋白还作为时钟非依赖性代谢枢纽发挥作用。FRQ缺失导致无法解除氮代谢物抑制，而无功能突变体积累升高的活性氧并表现出对线粒体靶向杀菌剂的敏感性。次级代谢物谱也被大幅改变。综合而言，我们的发现确立了核心时钟蛋白兼作代谢整合器的角色，且独立于其时钟功能，从而提出了代谢支架是否代表昼夜节律起搏蛋白一个被低估的功能这一疑问。**章节片段****引言**昼夜节律时钟是细胞内分子装置，使有机体能够预判环境条件的日常波动。除了促进高能耗过程的时序协调外，昼夜节律时钟还塑造生态互作（Heath-Heckman, 2016, Hevia et al., 2015, Henríquez-Urrutia et al., 2022）。核心时钟功能背后的分子机制已在链孢霉（Neurospora crassa）中得到广泛研究。在这种丝状真菌中，核心……**培养基配方和培养条件**作为预菌种，B05.10菌株（用作遗传改造的受体，详见下文）和之前获得的Δbcfrq1突变体在完全培养基上（Hevia et al., 2015）（CM；1%葡萄糖，0.5%酪蛋白胨，0.25%酪胺酸，0.25%酵母提取物，5%盐溶液，0.1%维生素溶液，0.2%微量元素溶液，1.5%琼脂；pH 5.0）在20°C下培养2天，培养条件为12小时:12小时明暗（LD）光周期（用于表型分析）或连续光照（LL；用于RNA提取）。**BcFRQ1调节灰葡萄孢的氮代谢**B. cinerea的bcfrq1功能缺失突变体（Δbcfrq1）在马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）上培养时表现为持续形成菌核的表型，而在完全培养基（CM）上则表现出正常的宏观分生孢子形成（Hevia et al., 2015）。作为生存结构，灰葡萄孢的菌核形成通常与恶劣环境相关，也可由胁迫触发并受营养信号调节（Zoberi, 1980, Georgiou et al., 2006）。在B. cinerea B05.10中，菌核的产生……**讨论**蛋白质兼性是一种现象，即单个蛋白质执行多种生物学相关的细胞功能（Jeffery, 2018），已在核心昼夜节律时钟组分中得到记录，包括哺乳动物中的BMAL1（Liang et al., 2022）和PER2（Gotoh et al., 2014），以及果蝇（Drosophila）中的CRY（Damulewicz and Mazzotta, 2020）和PER（Beaver et al., 2003），后者分别是真菌中WC-1和FRQ的功能类似物。尽管如此，昼夜节律时钟……**关于生成式人工智能和人工智能辅助技术在论文准备过程中使用的声明**在准备本工作期间，作者使用Gramarly来纠正英语写作。在使用该工具后，作者审查并编辑了内容，并对已发表文章的内容承担全部责任。**未引用参考文献**Mezhnina et al., (2022)**CRediT作者贡献声明****Javier Canales：** 写作—初稿撰写、可视化、软件、方法论、调查、形式分析、数据整理。**Paulo Canessa：** 写作—审阅与编辑、写作—初稿撰写、指导、资金获取、概念化。**Luis F. Larrondo：** 写作—审阅与编辑、写作—初稿撰写、指导、资源、资金获取、概念化。**Alessandri Maria del Pilar：** 方法论、调查。**Marlene Henríquez-Urrutia：** 方法论、调查。**利益冲突声明**作者声明无利益冲突。**致谢**本研究由National Agency of Research and Development（ANID）—千禧年科学倡议计划（千禧年综合生物学研究所iBio ICN17_022）资助，资助对象为C.O-Y.、J.C.、P.C.和L.F.L.。ANID—科学与技术发展基金（FONDECYT）11240968资助C.O-Y.，3180328资助A.S.，1240742资助P.C.，1251234资助L.F.L.Consuelo Olivares-Ya?ez | Aldo Seguel | Rebecca Spanner | Gabriel Couillaud | María del Pilar Alessandri | Marlene Henríquez-Urrutia | Hanna Müller-Esparza | Jan A.L. van Kan | Javier Canales | Paulo Canessa | Luis F. Larrondo