白喉毒素

利用 CRISPR 介导的全基因组筛选鉴定转录因子 Miz1 是白喉毒素生物合成的重要调节因子

白喉酰胺是一种独特的翻译后修饰组氨酸残基（所有哺乳动物中的 His 715），仅存在于真核生物延伸因子 2 (eEF-2) 中。白喉酰胺的生物合成是最复杂的修饰之一，由从酵母到人类都保留的蛋白质因子执行。白喉酰胺不仅对正常生理学至关重要（例如确保 mRNA 翻译的保真度），而且还被细菌 ADP 核糖基化毒素（例如白喉毒素）用作其发病机制中的分子靶点。利用白喉酰胺生物合成缺陷的细胞对 ADP 核糖基化毒素具有抗性的观察结果，在过去的四十年中，已鉴定出七个白喉酰胺生物合成必需基因（Dph1 至 Dph7）。这些技术上不饱和的筛选提出了一个问题，即白喉酰胺生物合成是否需要其他基因。在本研究中，我们在人类细胞中进行了两次独立的、饱和的、全基因组 CRISPR 敲除筛选。这些筛选确定了所有以前已知的 Dph 基因，并进一步确定了含有 BTB/POZ 结构域的转录因子 Miz1。我们发现 Miz1 是白喉毒素生物合成所必需的，因为它在 Dph1 表达的转录调控中起着作用。从机制上讲，Miz1 通过进化保守的共识结合位点与 Dph1 近端启动子结合以激活 Dph1 转录。因此，这项工作表明 Dph1-7 以及新发现的 Miz1 转录因子很可能代表了 eEF2 上白喉毒素修饰所需的必需蛋白质因子。