非编码RNA在胞内病原菌免疫逃逸与致病中的作用

非编码RNA(non-coding RNAs,ncRNAs)在细胞增殖、发育、分化、代谢、信号转导以及免疫调控中发挥重要调节作用。越来越多的研究证明,ncRNA在胞内病原菌的致病性和免疫逃逸中发挥重要调控作用。一方面ncRNA是细菌代谢、群体感应和毒力因子表达的调控因子,与胞内病原菌的致病性密切相关;另一方面ncRNA在调节宿主抗胞内病原菌免疫应答中发挥重要作用,深入研究ncRNA如何调节宿主免疫应答将有助于胞内菌免疫逃逸机制的研究。就非编码RNA在胞内病原菌免疫逃逸和致病中的作用作一综述。     

群感效应在金黄色葡萄球菌与铜绿假单胞菌群体增殖中的作用

群感效应(quorum sensing,QS)是指微生物细胞通过感应细胞外信号分子的浓度从而感知菌群密度的大小,并依赖信号分子的浓度来调控基因表达的一种交流机制。金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)与铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)分别是革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌中典型的食源性致病菌,二者的QS系统在不同情况下的群体增殖中表现出竞争和协同作用,与毒素分泌、耐药性及被膜形成相关。本文中,笔者分别介绍了金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的群感效应系统,并概述了群感效应在两种微生物群体增殖中的作用,由于多种微生物种间关系调控和交流机制较为复杂,对两种微生物群体增殖特性和相互作用机制有待进一步研究。     

假单胞菌Quorum sensing调控体系

群体感应(Quorum sensing,QS)是近来受到广泛关注的一种细菌群体行为调控机制,通过感应一些信号分子如酰基高丝氨酸环内酯(acyl-homoserine lactone,AHL)来判断菌群密度和周围环境变化,假单胞菌中同样也有AHL信号分子,当信号达到一定的浓度阈值时,能启动菌体中相关基因的表达来适应环境中的变化,从而调节菌体的群体行为(如致病性及群体生长调节)。众多报道说明了假单胞菌的群体感应调节系统是由一些全面的调节子所调控的。本文系统介绍了假单胞菌群体感应调控系统,并分析假单胞菌在该系统中复杂的应答反应。     

微生物信号分子降解酶研究进展

微生物细胞之间存在的信息交流称为群体感应。群体感应在实现微生物的生物学功能方面具有重要作用,包括调节致病性、参与生物膜的形成等。微生物能够分泌特定的信号分子,通过对信号分子的检测及应答,调控目的基因的表达。抑制信号分子的积累,能够干扰群体感应系统,使微生物丧失生物学功能。研究较为全面的一类信号分子是酰基高丝氨酸内酯(acylhomoserine lactone,AHL),此类信号分子可以通过酶法降解。目前已鉴定出的AHL降解酶主要分为AHL内酯酶和AHL酰化酶两类。综述了信号分子降解酶的来源、筛选方法、纯化技术、酶学性质、作用机制及在病害防治方面的应用。对信号分子降解酶的研究有助于完善群体感应系统的调控机制,并为微生物疾病的防治提供新策略。     

巴里坤盐湖退化区土壤微生物群落结构及生态功能分析

【目的】微生物是湖泊生态系统的重要组成部分,参与碳、氮和硫等元素的生物地球化学循环过程,其群落组成和功能对环境的稳定性和可持续性至关重要。然而,新疆的部分湖泊出现退化和盐渍化等问题,微生物如何响应湖泊退化值得研究。【方法】本研究基于16S rRNA基因的扩增子高通量测序,对巴里坤盐湖退化区域的土壤微生物群落结构进行分析,同时对微生物的潜在生态学功能进行预测。【结果】本研究发现,假单胞菌门(Pseudomonadota)、绿弯菌门(Chloroflexota)和拟杆菌门(Bacteroidota)是巴里坤盐湖退化生境中的优势类群。在轻度退化阶段,脱硫菌门(Desulfobacterota)和弯曲杆菌门(Campylobacterota)是主要类群,但随着湖泊退化程度加剧,这些类群急剧减少甚至消失;在极度退化阶段,酸杆菌门(Acidobacteriota)和浮霉菌门(Planctomycetota)等类群逐渐占据主导地位。基于BugBase对氧的需求进行预测,结果发现好氧类群主要是放线菌门(Actinomycetota)、假单胞菌门(Pseudomonadota)和绿弯菌门(Chlorof...     

活性污泥微生物胞外多聚物生物合成途径与菌胶团形成的调控机制

活性污泥法是借助活性污泥微生物菌胶团形成来实现泥水重力分离和部分污泥回用,辅以曝气供氧,在曝气池中高密度的微生物细胞可将溶解性有机污染物迅速降解、转化后为己所用,外排的剩余污泥带走大量有机质和氮磷,水质得以净化。活性污泥微生物所合成的胶质状胞外多聚物(Extracellular polymeric substances,EPS)是污泥菌胶团形成必不可少的"黏合剂",吸水性极高,这也造成剩余污泥难以处置和利用。我们初步总结了活性污泥微生物宏基因组研究概况,利用分子遗传学和基因组学手段,对活性污泥优势种动胶菌(Zoogloea)和其他菌胶团形成菌的EPS生物合成途径和菌胶团形成与调控机制加以研究,鉴定出一个约40 kb的胞外多糖生物合成大型基因簇和一个由7个基因组成的小型基因簇,该基因簇中除胞外多糖合成相关基因外,还编码组氨酸激酶Prs K和反应调节蛋白Prs R双组分系统,可激活RpoNσ因子共同调控一类称之为PEP-CTERM的新型胞外蛋白质的表达,参与菌胶团的形成。PEP-CTERM富含天冬酰胺(缩写为Asn或者N)残基,可能与胞外多糖通过N-连锁的糖基化形成复合物,包裹微生物细胞群体来介导菌胶团的形成。类似的PEP-CTERM基因和胞外多糖合成基因簇在许多重要的活性污泥细菌如聚磷菌和全程氨氧化菌中存在,说明这些细菌也是菌胶团形成菌,可通过污泥沉淀和回用在活性污泥中得以富集。这些研究结果可供活性污泥膨胀控制、污泥减量和剩余污泥资源和能源回收利用参考。     

布鲁氏菌逃避宿主免疫机制的研究进展

布鲁氏菌病是由布鲁氏菌引起的一种人畜共患性传染病,可以对畜牧业生产和人类健康造成严重的危害。布鲁氏菌是兼性胞内寄生菌,在长期与宿主免疫系统的相互作用中,进化出了多种逃避宿主免疫应答的机制。该文主要概述了布鲁氏菌胞内循环过程和逃避宿主先天性免疫应答和适应性免疫应答的机制,以及通过激活非典型自噬途径、抑制细胞凋亡、调控细胞焦亡等方式建立慢性感染的策略,以期为进一步深入研究布鲁氏菌病以及病原与宿主的相互作用提供参考。     

群体感应系统介导细菌生物膜形成的研究进展

群体感应(QS)是微生物之间的通讯机制,通过信号分子调控基因表达,这种交流可使细菌表达不同的生理行为,包括病原微生物的毒性、对抗生素的形成、生物膜的形成与生长等。生物膜的形成对微生物的代谢、毒力因子的表达等密切相关。群体感应现象与生物膜的形成相互依赖,生物膜提供菌体聚集场所,避免群体感应信号分子的扩散,聚集菌体的群体感应现象为生物膜的形成提供基础。群体感应系统不仅可直接介导细菌生物膜的形成,还可调节胞内第二信使分子水平,间接调控生物膜的生成。本文中,笔者从直接和协同其他信号分子两方面对细菌生物膜形成机制研究进展进行综述,为在工业应用中降低细菌耐药性、指导食品生产安全、提高功能性生物膜产量等方面提供理论依据。     

家蚕免疫稳态调控分子的鉴定和表达模式分析

昆虫免疫稳态的维持有赖于准确地激活和有效地抑制Toll或IMD信号通路中的关键转录因子-- Dorsal/Dif或Relish。在果蝇等昆虫中, 已报道了多种降低转录因子稳定性和活性的免疫稳态调控分子, 突变或敲除这类分子导致免疫系统的过度激活。对家蚕Bombyx mori免疫信号通路的研究中, 至今为止尚无对这类分子的探索。本研究通过比较基因组学, 在家蚕基因组中鉴定了多个可能参与免疫稳态调控的分子, 包括Wnt家族成员、 Ubc9、 FAF和POSH等; 并通过检测家蚕被微生物感染后这些分子在多种免疫器官中的诱导表达模式, 发现这些分子的表达水平在微生物感染后普遍呈下降趋势, 虽然在某些组织中表达量有明显的升高（>1.5倍）, 但此高表达水平均不能维持且迅速下降; 而且免疫稳态调控分子和受其调控的信号通路的对应关系在不同组织中表现出差异。本研究是首次对家蚕免疫稳态调控分子的报道, 为深入研究家蚕免疫负调控的分子机制提供了参考。     

假单胞菌合成环脂肽转录调控的研究进展

假单胞菌所合成的环脂肽是一类由环状的寡肽连接一个脂肪酸链组成的两亲性分子,利用巯基化模块由非核糖体肽合成酶合成。环脂肽的生物合成受到严格、复杂的调控,GacS/GacA双组分系统和群体感应系统是其中两类重要的调控系统。本文总结假单胞菌合成环脂肽的调控机制及相关调控因子;对基于PCR的高通量分子筛选方法获取特定环脂肽进行分析,同时对基于调控机制的遗传改造提高假单胞菌产环脂肽的能力和获取更多新型环脂肽等方面的应用进行 展望。     

Identification of a novel regulator of the quorum-sensing systems in Pseudomonas aeruginosa

Quorum sensing is a global gene-regulatory mechanism in bacteria that enables individual bacterial cells to communicate and coordinate their population behaviors. Quorum sensing is central to the pathogenesis of many bacterial pathogens including Pseudomonas aeruginosa and therefore has been exploited as a target for developing novel antipathogenic drugs. In P. aeruginosa , three intertwined quorum-sensing systems, las, rhl , and the 2-alkyl-4(1 H )-quinolone system, which includes the Pseudomonas quinolone signal (PQS), control virulence factor production, and pathogenesis processes. Previously, we obtained a mutant with diminished expression of the phzA1B1C1D1E1F1G1 operon that is involved in the production of virulence factor phenazine compounds. In this study, the mutant was further characterized, and evidence indicating that the disrupted gene PA1196 in the mutant is a potential regulator of the rhl and PQS systems is presented. PA1196 positively controls the expression of the rhl and PQS systems and affects bacterial motility and multiple virulence factor expression via the quorum-sensing systems. This adds an important new player in the complex quorum-sensing network in P. aeruginosa .