近日，山东大学国家糖工程技术研究中心秦玉琪教授在丝状真菌转录因子与染色质重塑复合物互作机制研究方面取得重要突破，相关研究成果以“Transcription factor NF-Y complex interacts with chromatin remodeling complexes SWI/SNF and RSC to coordinately regulate gene expression”为题发表于国际知名期刊Nucleic Acids Research（五年IF=16.8）。论文链接https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42216762/。博士研究生马可轩为论文第一作者，秦玉琪教授为独立通讯作者，山东大学国家糖工程技术中心作为第一作者和通讯作者的第一单位。本研究获得国家重点研发计划重点专项（2023YFC3209200）和国家自然科学基金（32370075）的资助，同时感谢微生物改造技术全国重点实验室赵建教授的合作支持。

在真核生物中，NF-Y（HAP2/3/5）是进化上高度保守的异源三聚体转录因子，结合真核生物约30% 基因启动子的CCAAT盒，NF-Y在多种生物学过程中发挥关键的调控作用，因此该复合物被称为主导转录因子（master TF）或支配性转录因子（ruler TF）。长期以来，研究人员发现NF-Y复合物具有改变染色质结构的功能，并提出其作为“伪染色质重塑因子（pseudo-chromatin remodeler）”行使功能的猜想，但其分子机制始终是未解之谜。此外，真核生物转录因子通常需要招募辅因子才能有效发挥其转录调控功能。尽管NF-Y复合物是真核细胞中调控全局基因表达的核心因子，但其是否需要辅因子，以及辅因子的具体身份仍有待阐明。作为工业生物技术和农业领域最重要的微生物类群之一，丝状真菌的SWI/SNF和RSC两大染色质重塑复合物的亚基组成与功能未被解析，制约了对丝状真菌基因表达调控网络的认识和工业菌株的改造。

针对这一科学问题，研究团队以工业上广泛应用的产纤维素酶的草酸青霉和里氏木霉两种丝状真菌为代表，采用串联亲和纯化-质谱（TAP-MS）技术，以NF-Y复合物的亚基为诱饵，在两种真菌中捕获了SWI/SNF和RSC染色质重塑复合物，首次证明二者是NF-Y的直接辅因子。该研究首次鉴定出4个丝状真菌特有的染色质重塑复合物新亚基Fif1-Fif4（filamentous-fungi-specific subunits），其中Fif1和Fif2为SWI/SNF复合物特有，Fif3和Fif4为RSC复合物特有。这些新亚基仅存在于子囊菌门的盘菌亚门，在酵母、植物和动物中均无同源物，代表了丝状真菌在进化过程中形成的独特染色质调控机制。基于这一发现，研究团队首次解析了丝状真菌SWI/SNF和RSC复合物的完整亚基组成，二者均由12个亚基构成，包括6个共有亚基以及6个特异性亚基。

功能研究表明，NF-Y复合物与SWI/SNF、RSC复合物协同调控丝状真菌的生长、无性发育、细胞壁降解酶（CWDE）生产和次级代谢等关键生物学过程。SWI/SNF和RSC复合物在靶基因启动子上的富集依赖于 NF-Y 复合物的存在。在纤维素信号下，NF-Y-SWI/SNF复合物激活纤维素酶基因表达，NF-Y-RSC复合物则发挥抑制作用，二者建立了控制CWDE基因转录的平衡机制；在葡萄糖信号下，NF-Y与两种复合物共同促进真菌生长和产孢。

该研究首次从分子水平上解释了NF-Y的“伪染色质重塑”活性：NF-Y本身并不具备ATP酶活性，而是通过招募真正的染色质重塑复合物SWI/SNF和RSC来改变染色质结构，从而调控基因表达。这一发现修正了对NF-Y功能的传统认知，为理解真核生物转录调控的机制方面提供了新的视角。同时，研究鉴定出的4个丝状真菌特有的亚基及其调控网络，为工业丝状真菌的代谢工程改造提供了新的靶点和策略，对提高丝状真菌作为细胞工厂合成纤维素酶、抗生素和有机酸等工业产品具有重要的指导意义。

图 丝状真菌染色质重塑复合物模型及NF-Y复合物招募染色质重塑复合物调控基因表达的作用模型。草酸青霉和里氏木霉中的SWI/SNF复合物（A）和RSC复合物（B）。（C）转录因子NF-Y招募染色质重塑复合物调控基因表达的作用模型。