丝状真菌常见的Tet-On、PthiA和PxylP诱导系统比较 在真菌的研究史上，已鉴定到几种诱导型启动子并成功地应用于不同种类的真菌上。然而，想要实现对目的基因强烈上调、严格调控以及经济高效的诱导等往往还存在困难。丝状真菌与细菌相比，大多具有翻译后修饰系统，因此可以生产功能性哺乳动物蛋白质，这些蛋白质在多数情况下很难在细菌和酵母表达系统中催化产生。因此，找到一种在丝状真菌中可以实现强烈的上调、严格调控、经济高效的诱导以及微调的诱导型启动子具有重要意义。  

在丝状真菌的遗传改造中根据目的和所需培养条件，必须仔细评估启动子的诱导剂和启动子泄露。（1）毒性评估：某些化合物，或过度表达的产物本身，可能对特定生物体产生毒性作用。（2）经济成本：某些诱导剂由于成本高昂，不适合工业生产。（3）启动子的泄露：为了研究低水平表达的基因或必需基因，启动子的泄露，通常会导致组成活性的微小缺陷，可能会阻碍靶基因的有效表征。

选择诱导启动子条件：（1）所需的诱导或抑制剂；产生的蛋白等在目标菌株中无毒害作用。（2）在未诱导启动子表达时，启动子自身泄露越低越好，避免干扰实验。下面将介绍目前丝状真菌中常见的三种诱导型启动子。 

Tet-On诱导系统： Tet-On系统是一种基于tetracycline调控元件的诱导表达系统。该系统的核心是组成型表达的tet repressor（tetR），它在没有四环素类药物存在时，对下游的启动子没有抑制作用。当四环素类药物（如tetracycline或doxycycline）加入时，tetR与药物结合并转变为激活状态，从而结合到DNA上并启动下游基因的表达。在丝状真菌中，Tet-On系统常用于控制外源基因的表达，特别是在需要精细调节基因表达水平的研究中。通过这种系统，研究者可以在需要时启动基因表达，而在不需要时抑制基因表达，从而优化蛋白质的生产或其他生物学过程[1]。

PxylP诱导系统： PxylP是一种来自酵母的诱导表达系统，它依赖于木糖（xylose）来调控基因表达。在木糖的催化下与DNA结合并启动下游基因的转录。在丝状真菌中，PxylP诱导系统常用于调节与碳水化合物代谢相关的基因表达。这对于生产特定的次生代谢产物或优化真菌对某些碳源的利用非常有用，但其使用范围具有一定的局限性，目前仅在产黄青霉（Penicillium. chrysogenum）、马尔尼菲青霉菌（Penicillium marneffei）、构巢曲霉（Aspergillus nidulans）、烟曲霉（Aspergillus fumigatus）和大孢子菌（Sordaria macrospora）等出现相关研究。在相关研究中对比发现：PxylP启动子的背景表达量低，导致由启动子泄露造成的插入热点效应概率降低，有利于突变体库的随机插入[2]。

PthiA诱导系统： PthiA是一种来自Phytophthora infestans植物病原真菌的诱导表达系统。PthiA是一个转录因子，它可以在特定的环境刺激下被激活，并诱导下游基因的表达，目前已在不同的曲霉属物种中进行验证。在丝状真菌中，PthiA诱导系统可以用于生产特定的蛋白质，尤其是当这些蛋白质的生产需要响应某些环境信号时。例如，当真菌暴露于特定的温度、湿度或化学物质时，PthiA可能会被激活，从而启动特定基因的表达。与Tet-On和PxylP相比，ThiA在丝状真菌中的运用范围具有较大的局限，并且背景表达偏高[3]。

总的来说，目前在丝状真菌的研究史上，普遍使用的诱导型启动子是Tet-On、ThiA和PxylP，其中Tet-On启动子具有普遍适用性，可以在多种丝状真菌中实现诱导基因表达；PxylP启动子虽在丝状真菌中的适用性不如Tet-On，具有一定的局限性，但在启动子泄露测试中，PxylP的背景表达量是最低，使得突变体建库中热点效应最低。ThiA与前两个诱导启动子相比，具有使用范围狭窄，目前研究多在曲霉中起作用，背景表达量高，容易导致插入热点效应等缺点。 因此，在丝状真菌遗传转化研究中，不同的诱导启动子具有不同的优点，本公司改造Tet-On和PxylP启动子，可以根据不同的丝状真菌定制最适合的诱导启动子体系。

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参考文献： [1] Baldin C, Kühbacher A, Merschak P, Wagener J, Gsaller F. Modular Inducible Multigene Expression System for Filamentous Fungi. Microbiol Spectr. 2022 Dec 21;10(6):e0367022. doi: 10.1128/spectrum.03670-22. Epub 2022 Nov 9. PMID: 36350143; PMCID: PMC9769661.

[2] Kluge J, Terfehr D, Kück U. Inducible promoters and functional genomic approaches for the genetic engineering of filamentous fungi. Appl Microbiol Biotechnol. 2018 Aug;102(15):6357-6372. doi: 10.1007/s00253-018-9115-1. Epub 2018 Jun 2. PMID: 29860590; PMCID: PMC6061484.

[3] Yap A, Glarcher I, Misslinger M, Haas H. Characterization and engineering of the xylose-inducible xylP promoter for use in mold fungal species. Metab Eng Commun. 2022 Nov 19;15:e00214. doi: 10.1016/j.mec.2022.e00214. PMID: 36452447; PMCID: PMC9703631.