N-酰基高丝氨酸内酯介导的细菌与其真核寄主之间的信息交流

以N-酰基高丝氨酸内酯(AHL)为信号分子的细菌"群体感应"系统参与细菌多种生理行为的调控。然而近年的研究发现,AHL不仅可以调节细菌多种生物学功能,而且可以被真核生物细胞识别、感知并做出相应的反应,从而介导细菌与其真核寄主生物之间的信息交流。文中介绍了AHL调控真核生物细胞基因表达及信号转导途径方面的最新研究进展,并对未来的研究方向进行了讨论。     

氦氧饱和高气压暴露对铜绿假单胞菌PAO1基因表达的诱导调节

研究氦氧饱和高气压暴露对铜绿假单胞菌基因表达谱的系统影响,对急性毒力基因表达的调节。用全基因组DNA芯片分析技术比较菌株暴露前后基因表达谱差异;RT-PCR方法验证部分差异表达基因;用分光光度法在细胞水平验证弹性蛋白酶含量;小鼠染毒法观察暴露组细菌毒力在整体动物水平的变化。基因表达谱分析结果表明,铜绿假单胞菌暴露12 h差异表达基因达243个、72 h差异表达基因为1 168个。72 h差异表达基因中与细菌应激响应、蛋白折叠、转录调节、菌毛和鞭毛合成、毒力因子调节与合成、细菌外膜蛋白和抗原合成的基因大量上调;部分基因的RT-PCR验证结果与芯片结果一致;细胞水平验证结果显示暴露72 h细菌毒力表型增强。因此,氦氧饱和高气压暴露对铜绿假单胞菌基因表达谱有明显影响,对急性侵袭性感染毒力因子基因表达水平有正向诱导调节作用。     

细菌启动子识别及应用研究进展

细菌启动子是细菌中基因表达的必需调控元件,决定了细菌基因表达的强度和时机。通过启动子的插入或缺失,可以改变细菌基因的表达,实现对菌体生长发育以及代谢调控的研究。启动子也是构建各种表达系统、实现异源基因表达的基础。启动子的识别和应用研究,对于实现异源基因的可控表达、有效获得目的产物、促进生物催化和代谢工程研究具有重要的意义。以下对细菌启动子进行了简单的介绍,总结了细菌启动子的识别方法,并对细菌启动子的研究进展和具体应用进行了概述。     

调节生物被膜化合物的研究进展

细菌的生物被膜是其在自然界中一种常见的生存状态。生物被膜的形成是细菌耐药性产生的主要机制之一,也是许多感染性疾病难以控制的重要原因。由于生物被膜在传染性疾病中的突出地位和细菌多重耐药性的蔓延,目前急需研制开发出能够调节生物被膜形成的新型抗菌药物。文中对调节生物被膜形成和发育的小分子抑制剂进行了详细的综述。     

AI-2,一种新的细菌自体诱导分子

细菌通过数量阈值感应系统调节群体内个体的基因表达而使整个群体步调一致。细菌通过感应自体诱导分子(autoinducer,AI)浓度而感知周围环境中同类存在的密度,并据此调节自身特定性状的表达。AI．2是近年来新发现的一种介导细菌种间信号传导的自体诱导分子,其分子结构、功能均不同于传统的A1分子。AI．2对细菌的调节作用主要表现为对毒力基因表达的影响,但目前也有人认为AI-2可能只是一种代谢产物。     

细菌小RNA抗营养应激调控功能的研究进展

细菌生存的环境复杂多变,经常处于营养元素过剩或缺乏的状态。因此,细菌必须及时准确地调节其基因表达以适应不断变化的营养环境,才能得以生存。小RNA(small RNA,s RNA)是近年来在细菌中发现的一类RNA调控子,在细菌应对营养应激的基因表达调控中发挥重要作用。就细菌s RNA的特点及其抗营养应激的作用进行综述。     

铁摄取调节子在细菌铁离子代谢中的调节及其机制

铁离子是大多数细菌生存所必需的营养物质,但是过多的铁离子通过芬顿反应产生的活性氧（reactive oxygen species, ROS）对细菌造成损伤。因此,细菌必须严格控制体内铁离子浓度。铁摄取调节子（ferric uptake regulator,Fur）是细菌铁离子代谢中最重要的调节子。Fur通过抑制或者激活基因的转录,来调节与铁摄取、利用和储存相关的基因,维持胞内铁离子浓度动态平衡。此外,Fur还参与细菌的氧化应激、抗酸能力、毒力和能量代谢等多种生物过程的调节。本文对Fur参与的生物过程及调节机制进行介绍,以期为进一步研究其他细菌Fur的调节机制,以及Fur在细菌应对环境变化中所起作用提供参考。     

吲哚乙酸跨界信号调节植物与细菌互作

吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)作为植物体内普遍存在的内源生长素参与调节植物生命活动的诸多方面。研究发现,自然界中不仅植物可以合成IAA,许多微生物(包括植物病原菌或益生菌)同样具有分泌IAA的能力,可以诱发植物病害,或促进植物生长。有趣的是IAA不仅作为细菌的次生代谢物干扰寄主植物的激素稳态,也作为信号分子影响细菌基因表达和生理活动,通过整合进入细菌复杂代谢网络,调节植物与细菌的相互作用。通过讨论植物相关细菌IAA的生物合成途径及其调控,以及参与调节细菌基因表达、影响细菌生理和行为及其与寄主植物的互作等,概述该领域的研究动态与进展,揭示IAA不仅调节植物生长发育和防御,也作为跨界信号在调控植物与微生物互作中发挥重要作用,旨在为深入研究和更好地了解IAA跨界信号机制,通过遗传操纵细菌IAA信号通路以改善植物生长发育及其胁迫耐力提供新思路。     

群体感应与病原菌致病性研究进展

群体感应是细菌根据细胞密度变化进行基因表达调控的一种生理行为。当细菌密度达到临界阈值时能释放一些特定的自诱导信号分子,从而调节本种群或同环境中其他种群的群体行为。细菌群体感应参与包括人类、动植物、病原菌在内的多种生物的生物学功能调节,如生物膜的形成、毒力因子的产生、病原菌的耐药性等。深入研究病原菌群体感应系统的调控机制,将提高对病原菌发病机制的认识,有利于以群体感应作为防治疾病策略的研究。系统阐述了群体感应系统的组成类型、群体感应与病原菌致病性的关系,及其在抑制病原菌致病方面的应用。     

根瘤菌群体感应系统研究进展*

群体感应是指细菌中依赖于细胞密度的基因表达调控过程,参与这种调节的系统被称为群体感应系统。N-酰基高丝氨酸内酯是大多数革兰氏阴性细菌群体感应系统的信号分子。这种系统调节细菌各种生理学反应和某些特定功能。在根瘤菌与宿主豆科植物成功建立共生关系的过程中,起着重要作用。详细的综述了根瘤菌中已发现的群体感应系统,并阐述了这种系统的调节功能和对实际应用的指导意义。     

c-di-AMP调控细菌生物被膜的形成

细菌生物被膜是细菌持续性致病的重要机制。研究细菌生物被膜的形成和发展可为顽固性细菌感染防治提供新的思路与策略。环二腺苷酸c-di-AMP(Cyclic diadenosine monophosphate)是继c-di-GMP之后在细菌中新发现的一种核苷酸第二信使分子。研究发现,c-di-AMP参与调节细菌多种生理功能,包括细菌生长代谢、生物被膜形成、细胞壁的合成以及细菌毒力因子等。本文综述了c-di-AMP参与调控细菌生物被膜形成的不同方式及其分子机制。鉴于c-di-AMP在调控细菌生物被膜中的重要性,其可作为抗细菌生物被膜感染新药研发的潜在靶点。     

Rcs双组分调节系统对细菌环境应答的分子调控研究进展

荚膜异多糖酸合成调节(Regulator of Capsule Synthesis,Rcs)系统是存在于许多肠杆菌科细菌中非典型的双组分调节系统,由3种核心蛋白(跨膜感应激酶RcsC、跨膜蛋白RcsD和响应调节剂RcsB)及多种辅助蛋白共同构成。Rcs系统能整合环境信号、调节基因表达并改变细菌的生理行为。近年来,对细菌Rcs系统环境应答机制的探索成为一个新的研究热点。本文重点综述Rcs系统上游信号的感知与传导、Rcs系统调节的下游靶基因及其生命现象,以期能增进对细菌Rcs系统的认识,同时为细菌的安全控制、感染预防和治疗新方案的开发提供参考。     

葡萄糖对表皮葡萄球菌生物被膜形成的影响及调节机制的研究

生物被膜(Biofilm)是条件致病菌表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis)的主要致病因素,生物被膜的形成依赖多糖PIA合成,合成PIA的糖基转移酶由icaADBC基因编码。以生物被膜形成能力不同的菌株为对象,通过研究不同环境对生物被膜形成、细菌总糖量及相关基因表达的变化,探索外界环境对生物被膜形成的影响及葡萄糖对生物被膜诱导的分子机制。有利于生物被膜形成培养条件促进生物被膜形成及多糖的表达,葡萄糖能诱导ica基因的表达和生物被膜形成,ica基因的反义寡核苷酸(ODN)能对抗葡萄糖的作用;葡萄糖作用下不同生长周期生物被膜形成相关基因ica、icaR、AtlE表达不同。表皮葡萄球菌生物被膜的形成与细菌糖代谢有关,葡萄糖通过上调ica表达诱导生物膜形成,但不需要ica基因的持续表达;葡萄糖的诱导作用不是直接通过调节AtlE和icaR基因来实现的     

病原细菌致病性基因表达的环境调控

病原细菌致病性基因表达的环境调控胡稳奇（湖南省生物研究所长沙４４０００６）细菌是动物、植物乃至人类的重要致病微生物,可以引起人类的许多烈性和急性传染病,如鼠疫、霍乱、伤寒和传染性痢疾等。病理学家很久以前就注意到,病原细菌引起致病,是病原、行主及环境条...     

多重耐药铜绿假单胞菌群体感应系统与主动外排基因表达的研究

目的研究临床多重耐药铜绿假单胞菌群体感应(QS)系统与主动外排泵MexAB-OprM系统基因表达水平与抗生素耐药关系。方法收集苏州市立医院和上海市江湾医院2011年2月至6月间临床标本中分离的铜绿假单胞菌,定量分析细菌生物被膜形成能力;MIC法检测细菌抗生素耐药性,用多重聚合酶链反应(PCR)扩增群体感应系统lasI、lasR及主动外排泵系统mexA基因,实时定量逆转录RT-PCR检测lasI、lasR和mexA基因的相对表达量。结果临床样本分离出84株铜绿假单胞菌,其中产生物被膜菌58株,占比69%;多重耐药菌共24株,占比28.6%;多重耐药菌株中产生物被膜有11株,占45.8%;多重耐药菌中mexA基因表达上调有18株,占75%;lasI基因表达上调有8株,占33.3%。结论多重耐药菌株的生物被膜形成率显著低于非多重耐药组,多重耐药铜绿假单胞菌的主动外排泵MexAB-OprM系统基因表达出现显著上调,生物被膜菌的lasI基因表达显著上调而lasR基因的表达无明显变化。     

tRNA丰度与基因表达的关系

tRNA作为蛋白质合成过程中重要参与成分之一 ,其种类和含量的多少会在一定程度上直接或间接地影响到基因表达的速率和时空性 ,是生物在长期进化过程中调节和控制基因表达的主要手段之一。对tRNA丰度与基因表达的关系进行了综述 ,并指出其在基因工程中的重要地位。     

天然反义转录物及其调控基因的表达机制

天然反义转录(NATs)是一组编码蛋白质或非编码蛋白质的RNAs, 与其他(有义)转录物具有互补序列, 可以调节有义链的表达。这种调节可以发生在转录水平或转录后水平, 调节方式有转录干扰、RNA封闭、双链依赖机制或染色质重建(修饰)等。正义链和反义链分别加工成小RNAs调节基因表达, 也是NATs调节基因表达的重要方式, 如piRNAs的“乒乓机制”。实验或计算机研究已经证明了NATs在生物中广泛存在, 是一种重要的基因表达调节方式。文章论述了NATs的重要作用和机理, 重点论述了NATs的调节机制和相关的小RNAs。     

RNA的生物合成与剪接（二）

真核细胞的转录 1.真核细胞与原核细胞的基因表达有如下的主要区别:真核生物的基因表达要比原核生物的基因表达复杂得多。真核生物的转录在有核膜包裹着的细胞核中进行而转译则在核外发生;在原核生物中,这二者是偶联的,细菌mRNA的转译作用在转录本仍在合成时便开始了。转录和转译在时间和空间上的分离使真核生物更精细地调节基因表达,促使细胞的形     

D-氨基酸在细菌生理中的结构性能和调节功能的研究进展

除最小的甘氨酸外,所有的氨基酸(amino acid,AA)都有手性,以D-氨基酸(DAA)或L-氨基酸(LAA)形式存在。DAA广泛存在于各类生物中,尤其是细菌。DAA虽没有参与蛋白质合成,但DAA尤其是非典型DAA在细菌生理中具有很多特殊功能。在结构性能方面,DAA是细菌细胞壁肽聚糖的重要组分,并参与组成某些非核糖体合成途径产生的生物多肽,少数细菌能产生含有D-Glu的γ-聚谷氨酸。对细胞个体而言,DAA能调节细菌表面电荷和自溶素活性,抑制细菌芽胞萌发,调节稳定期细胞壁的重塑及调节病原菌的毒力等。对细菌群落而言,DAA对生物膜的解聚和细菌生态也具有调控作用。此外,某些DAA还能直接作为营养支持某些细菌的生长,而有的DAA则具有抑菌作用。本文主要综述了DAA在细菌生理过程中发挥多项功能的研究进展。     

大肠埃希菌中DPS对氧应激的抵抗

DPS是一种广泛存在于原核生物中的DNA结合蛋白,它能够在细菌乏营养等多种应激状态下为细菌提供保护。大肠埃希菌DPS已经被深入研究。本文从蛋白结构和铁隔离、DNA结合,铁氧化酶活性,调节基因表达四个方面介绍大肠埃希菌DPS的基本特性和作用机制。