鱼腥蓝细菌PCC7120是一种丝状蓝细菌,能够进行光合作用和生物固氮。当培养基中缺乏化合态氮源的时候,整条菌丝上大概有5％～10％的细胞会分化成具有专一固氮功能的异形胞。在异形胞发育过程中,基因表达的模式会发生很大的变化。　　 本课题探讨了鱼腥蓝细菌PCC7120中的组蛋白类似蛋白HI.J(HanA)在异形胞分化过程中所起的作用。鱼腥蓝细菌PCC7120中的HU蛋白是由单一基因编码的同源二聚体。HU蛋白质参与维持核苷酸的结构、DNA复制、修复、重组和基因调控等生命活动。　　 为了研究HanA在异形胞发育过程中的表达情况,将能够表达HanA-GFP融合蛋白的质粒pRL25C-HU-GFP转入野生型鱼腥蓝细菌PCC7120中。缺氮诱导24 h和48 h后,营养细胞和异形胞中都能观察到很强的荧光,而缺氮诱导72 h之后异形胞中虽然仍能观察到荧光,但是荧光强度显著减弱,缺氮诱导96 h后异形胞中几乎观察不到荧光。通过Western Blotting检测异形胞中HanA的表达,也得到了一致的结果,即在缺氮24 h到96 h后分离的异形胞中HU蛋白含量逐渐降低。该结果表明HanA蛋白在异形胞中可能不行使功能,因而被逐渐降解。同时,HanA在异形胞中的超量表达也不影响异形胞的分化。为更精确地阐明HanA蛋白在胞内的生理功能,我们正在构建hanA启动子与gfp的转录融合菌株及hanA的突变体菌株。　　 NtcA是蓝细菌中一个参与氮代谢调控的重要转录因子,许多在异形胞中上调或下调表达的基因都受其调节。NtcA能够与基因组上特定的DNA序列结合,从而增强或减弱相关基因的转录活性。NtcA蛋白与DNA结合的保守序列为GTAN8TAC。生物信息学分析表明,hanA启动子区含有三个类似的NtcA结合位点,分别位于hanA基因起始密码子上游-278bp、-83bp和-59bp处。EMSA实验结果证实位于-278bp和-83bp的位点在体外可以与NtcA特异结合(其中-83bp区域与NtcA特异结合的能力比-278bp区域强)。　　 上述研究结果表明,hanA基因在异形胞中的下调表达可能依赖于NtcA,而异形胞内原有的HanA也将逐渐消失,但是过量表达HanA并不影响异形胞的正常发育。