鼠疫是一种古老的自然疫源性疾病,是由鼠疫耶尔森氏菌(以下简称鼠疫菌)引起的。而铁的摄取与利用在细菌生长和毒性中起重要作用。铁摄取调节蛋白(Fur)是革兰氏阴性菌重要的调节子,它调控细菌对铁的摄取和利用。虽然研究发现多个铁摄取系统受Fur调节,但是至今还没有从整体上阐明Fur如何调节鼠疫菌铁代谢。本研究首先基于Red系统一步法缺失替换鼠疫菌的fur基因,利用鼠疫全基因组DNA芯片进行基因转录调控的研究。为了鉴定铁-Fur调控元,我们比较了野生株在铁缺乏与铁富余条件下、以及铁富余条件下野生株与fur突变株的全局表达谱的变化。这一分析可以从全基因组水平上筛选出所有受铁-Fur直接或间接调控的靶基因。然后,在表达谱分析基础上进一步通过凝胶迁移实验、足迹实验、RT-PCR和引物延伸实验等这些经典分子生化实验和生物信息学分析,鉴定出受铁-Fur直接调控的操纵子,从而深入探究Fur对鼠疫菌铁代谢转录调控的分子机制。研究表明有32个操纵子/基因受铁-Fur直接调控,其中有29个转录下调,3个上调。根据功能可将这些操纵子/基因分为五类:铁的摄取;运输;贮存;少数与鼠疫菌铁摄取无关但与侵袭相关;还有少数基因功能未知。为了明确Fur的精细调控机制,本研究对这些操纵子/基因进行生物信息学计算分析,预测其启动子区与Fur的结合基序,并用DNaseI足迹实验进行验证。信息学预测与生化实验结果结合得出鼠疫菌Fur box并与大肠杆菌的Fur box进行了比较。鼠疫耶尔森氏菌染色体上有一段102Kb的DNA区域,为pgm位点,它分成两个相邻部分:一个是hms位点,决定血红素储存功能;另一区域包含4个操纵子(fyuA, irp2-irp1-ybtUTE, ybtA,和ybtPQXS),与小肠结肠炎耶尔森氏菌强毒力岛(high pathogenicity island, HPI)中相应基因同源,称作耶氏杆菌素(Ybt)系统,属于铁载体依赖性离子转运系统,与鼠疫菌毒力相关。在已有文献以及实验分析基础上,我们构建了鼠疫菌Fur和YbtA对HPI转录调控的网络。HPI在耶尔森氏菌属中是高度保守的,因而所研究的鼠疫菌Fur和YbtA对HPI转录调控机制在耶尔森氏菌属中应该是普遍适用的。本研究首次从整体上鉴定了鼠疫菌受铁-Fur直接调控的调控元,同时从分子水平上明确了鼠疫菌Fur box的特性。本研究界定Fur调控元,探究了Fur转录调控机制,着重构建了鼠疫菌Fur和YbtA对HPI转录调控的网络,为进一步明确这些调控元的功能以及它们在鼠疫菌铁代谢中协同作用的机制提供了实验证据。