近日，农业农村部成都沼气科学研究所微生物合成生物学与生物转化创新团队揭示了细菌染色体的层级折叠规律，并提出了细菌三维基因组在合成生物学与抗菌的应用思路。相关研究成果发表在《基因组生物学（Genome Biology）》上。

细菌染色体并非随机排布，而是折叠为特定的三维空间构型，直接调控细菌的生长、繁殖及应对外界压力。然而，细菌DNA序列如何逐级组装为完整染色体的空间结构，以及基因转录活动如何动态调控这一构型变化，一直是该领域尚未完全解答的问题。

研究团队发现，基因的激活表达可导致局部染色体构象改变，形成由转录驱动的活性单元。染色体呈现出从微小转录活性单元到较大互作结构域的多层次空间构型，其中转录活性是胁迫条件下染色体结构重塑的核心驱动力，特定蛋白则对维持基因组稳定性发挥关键作用。基于上述发现，研究提出了细菌三维基因组的应用策略：相关蛋白可作为新型抗菌药物靶点，或通过基因改造增强工业微生物对酸碱、高温等逆境的耐受性，提升发酵生产的稳定性；同时，高频互作关联的转录活跃区是外源基因整合的优选位点，有利于优化合成基因线路的表达效率，为高效生物制造底盘细胞构建及新型抗菌技术开发提供理论支撑。

该研究得到国家自然科学基金、四川省科技计划和中国农业科学院科技创新工程等项目支持。

原文链接：https://doi.org/10.1186/s13059-026-04117-8