【摘 要】
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肠道致病菌主要通过污染的水或食物等途径感染人或动物。宿主消化道内的酸性环境是保护自身的天然屏障,因此致病细菌成功感染宿主就必须能够耐受宿主胃部的强酸性环境。研究肠道细菌的耐酸机理将有可能为控制其感染和蔓延提供理论基础,也是当今病原细菌研究领域重点关注的问题之一。假结核耶尔森氏菌是肠杆菌科耶尔森氏菌属的三种人类致病菌之一,是一种重要的人兽共患肠道致病菌,也是重要的模式微生物。细菌VI型分泌系统(Ty
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肠道致病菌主要通过污染的水或食物等途径感染人或动物。宿主消化道内的酸性环境是保护自身的天然屏障,因此致病细菌成功感染宿主就必须能够耐受宿主胃部的强酸性环境。研究肠道细菌的耐酸机理将有可能为控制其感染和蔓延提供理论基础,也是当今病原细菌研究领域重点关注的问题之一。假结核耶尔森氏菌是肠杆菌科耶尔森氏菌属的三种人类致病菌之一,是一种重要的人兽共患肠道致病菌,也是重要的模式微生物。细菌VI型分泌系统(Type VI Secretion System,T6SS)是近几年才发现的一种分布广泛,结构复杂的新型分泌系统。目前的研究表明T6SS在功能上也具有多样性,除了其与病原菌的致病性密切相关外,T6SS在细菌生物膜形成、内生细菌与宿主的共生、细菌-细菌相互作用以及细菌对环境的适应性等方面也发挥了重要作用。研究表明,假结核耶尔森氏菌中含有4套T6SS,它们很可能在不同的环境或宿主中发挥作用,具有不同的调控途径。目前已有报道表明T6SS4在细菌耐酸过程中发挥重要的作用,但相关研究还比较少,其调控机制有待于更深入的研究。本研究以假结核耶尔森氏菌的T6SS4为研究对象,通过多种分子生物学手段,对其调控机制进行分析研究。具体内容如下:1、通过野生型与突变体△rovM的转录组数据比较分析得出,RovM参与了多种不同代谢途径的调控过程,具有多种生物学意义,是一个全局性的转录调控因子。其中最为重要的发现是突变体△rovM中编码第四套细菌VI型分泌系统核心组分基因簇的基因均极显著的下调了,这是首次发现RovM能够对细菌VI型发挥重要的调控作用;此外,突变体△rovM中编码脲酶系统的相关基因显著上调了,而脲酶是YPIII耐酸性的重要组成部分,说明RovM在细菌耐酸过程中具有十分重要的意义。2、通过T6SS4核心组分基因的qRT-PCR检测,启动子活性分析以及T6SS4核心蛋白Hcp的表达及分泌检测,证实了RovM对T6SS4的正调控作用。并利用EMSA以及Footprint实验确定了RovM在T6SS4启动子上的结合区域。此外,T6SS4在不同的生长阶段表达量具有显著的变化,RovM很可能是影响这些差异表达的关键因素之一。此外,CsrA除了可能通过RovM正调控T6SS4的表达外,还能通过直接结合的方式,抑制T6SS4的表达。3、通过T6SS4核心组分基因的qRT-PCR检测,启动子活性分析,证实了RelA对T6SS4的正调控作用。并利用EMSA以及Footprint实验确定了RovA对T6SS4的直接调控作用。分别利用双突变体△rovM△relA、△rovA△relA和△rovA△rovM的互补实验表明RovM和RovA共同介导RelA对T6SS4的调控作用,响应环境中营养条件的变化,在营养缺乏的条件下激活T6SS4的表达。4、通过对T6SS4的调控蛋白RovM在细菌耐酸过程中的调控机制进行研究,发现RovM能响应环境中营养条件的变化,协调T6SS4,AR3以及脲酶系统三种耐酸系统的表达。这种调控机制使得精氨酸依赖的AR3以及尿素依赖的脲酶系统能在营养丰富的条件下大量表达,增强细菌的抵抗环境酸胁迫的能力,而当环境中营养比较匮乏时,激活T6SS4的表达,抑制精氨酸依赖的AR3以及尿素依赖的脲酶系统的表达,既避免了能量浪费,又能维持一定的抗环境酸胁迫能力。
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