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3-硝基丙酸（3-NPA）是一种有毒的脂肪族硝基化合物，但细菌适应3-NPA的基因组学基础仍未得到充分解析，尤其是在缺乏经典硝基酸根单加氧酶的生物中更是如此。在本研究中，我们采用表型筛选、全基因组重测序、靶向UHPLC-MS/MRM以及整合RNA-seq分析，研究了Leclercia barmai EMC7对3-NPA的利用。在尝试进行Tn5-Mob诱变并基于卡那霉素进行回收后，获得了两个独立衍生的突变体LTM01和LTM14，它们在依赖3-NPA的最小培养条件下表现出生长受损。两种突变体中均未检测到稳定的转座子插入。相反，比较基因组分析揭示了趋同出现的功能缺失（LOF）突变，这些突变影响氨基酸代谢、氮分配、中心碳代谢、辅因子相关功能、转运以及金属-氧化还原稳态；而预测的黄素依赖型硝基-氧化还原候选基因以及经典的硝酸盐/亚硝酸盐还原位点均未受到破坏。靶向UHPLC-MS/MRM分析表明，野生型EMC7在36小时内可消耗约50%的3-NPA，而在相同生长体系下，突变体表现出较差的3-NPA利用表型。与glucose-KNO3条件相比，野生型在glucose-3NPA条件下的RNA-seq鉴定出广泛的表达谱变化，涉及黄素-氧化还原功能、氮同化、氧化应激响应、包膜应激、外排、辅因子代谢以及铁稳态。将突变体的LOF谱与野生型基因表达数据整合后发现，若干受破坏基因或其功能对应物属于在野生型glucose-3NPA响应过程中发生表达变化的功能模块。这些发现确定了与EMC7利用3-NPA相关的候选适应性模块，包括氮再分配、碳源进入、硫-氧化还原支持、辅因子供给、转运、包膜重塑以及金属-氧化还原调控。这些结果拓展了环境细菌中超越经典通路的代谢适应图景。
趋同基因组变异与野生型复合RNA-seq分析鉴定出与Leclercia barmai中3-硝基丙酸利用相关的候选模块 | bioRxiv
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趋同基因组变异与野生型复合RNA-seq分析鉴定出与Leclercia barmai中3-硝基丙酸利用相关的候选模块
Partha Barman， Shilpa Sinha， Subhajit Sen， Nibendu Mondal， Wriddhiman Ghosh， Ranadhir Chakraborty
doi： https://doi.org/10.64898/2026.08.01.742209
Partha Barman 1 北孟加拉大学； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方，其已授权bioRxiv永久展示该预印本。 该作品依据 CC-BY 4.0 国际许可协议 提供。
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发布于 2026年8月1日。
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Partha Barman， Shilpa Sinha， Subhajit Sen， Nibendu Mondal， Wriddhiman Ghosh， Ranadhir Chakraborty
bioRxiv 2026.08.01.742209； doi： https://doi.org/10.64898/2026.08.01.742209
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趋同基因组变异与野生型复合RNA-seq分析鉴定出与Leclercia barmai中3-硝基丙酸利用相关的候选模块
Partha Barman， Shilpa Sinha， Subhajit Sen， Nibendu Mondal， Wriddhiman Ghosh， Ranadhir Chakraborty
bioRxiv 2026.08.01.742209； doi： https://doi.org/10.64898/2026.08.01.742209
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.01.742209v1?rss=1
🏷️ 3-硝基丙酸利用 比较基因组学 RNA测序 代谢适应 氧化还原稳态 Leclercia barmai