DNA甲基化修饰是生物体内最常见的表观遗传修饰类型，在自然界中广泛存在且在各类生理进程中发挥着重要作用。其中，m4C DNA甲基化修饰（N4-methylcytosine）是微生物基因组中常见的DNA修饰类型，但放线菌中的相关研究尚未见诸报道。

近日，浙江大学李永泉课题组在Synthetic and Systems Biotechnology发表了题为m4C DNA methylation regulates biosynthesis of daptomycin in Streptomyces roseosporus L30的研究论文。研究借助于单分子实时测序（SMRT-seq）技术，对达托霉素（Daptomycin）的工业菌玫瑰孢链霉菌(Streptomyces roseosporus L30)的基因组修饰水平进行了系统分析，发现次级代谢过程其基因组m4C DNA甲基化修饰位点分布发生了显著变化。转录组分析表明，DNA甲基转移酶SroLm3催化的m4C DNA甲基化修饰影响了整体次级代谢水平，包括其标志性色素红色素的生物合成基因簇等次级代谢基因簇在sroL3m缺失株中表达水平均显著降低，sroL3m缺失株达托霉素发酵水平较野生型提高了44%。

全基因组DNA甲基化修饰位点分析表明，m4C DNA甲基化对调控基因有一定的偏好性，且通过对多效调控基因修饰间接调控玫瑰孢链霉菌的次级代谢水平，据此课题组挖掘了4个达托霉素生物合成的调控因子。其中IclR家族的多效调控因子Orf4820能够负调控达托霉素及红色素的生物合成，EMSA实验表明其能够直接结合达托霉素合成起始元件DptE的启动子直接调控达托霉素的生物合成；另一个双组分系统的多效调控因子Orf5980能够负调控达托霉素的生物合成，其缺失菌株的达托霉素发酵水平较原始菌株提升了124%。

浙江大学李永泉课题组长期从事放线菌合成生物体系重构研究，其中次级代谢调控机制研究比较系统，近年已从基因转录水平的调控深入到关键调控子蛋白水平的降解与修饰，该研究揭示了玫瑰孢链霉菌中m4C DNA甲基化修饰对次级代谢过程的调控作用，开启了该方向研究新的视野，将为放线菌药物合成生物体系深层次的重构提供新的理论依据。