铜绿假单胞菌群体感应系统缺陷株生物膜形成和结构定量分析

目的研究群体感应(quorum sensing,QS)系统在铜绿假单胞菌生物膜(biofilm,BF)形成中的作用。方法体外建立QS系统完整的铜绿假单胞菌野生型PAO1菌株与QS系统缺陷(lasI rhlI基因缺陷△lasI△rhlI)型菌株生物膜模型,通过SYT09/PI荧光探针标记,结合激光共聚焦显微镜摄取BF不同层面的图片,经图像结构分析(ISA)软件分析获得QS系统lasI rhlI缺陷株、PAO1菌株BF相关空间结构参数。结果培养第3天PAO1菌株可形成较厚、有孔状通道的成熟BF结构,而△lasI△rhlI菌株仅形成明显稀薄的早期BF结构,△lasI△rhlI菌株的3 dBF厚度为(6.62±0.31)μm,PAO1菌株为(21.64±0.57)μm(t=0.205,P0.05),区域孔率(areal porosity,AP)分别为0.902±0.006、0.970±0.003;平均扩散距离(average diffusion distance,ADD)和结构熵(textural entropy,TE)在△lasI△rhlI菌株分别为1.571±0.019和6.586±0.110;在PAO1菌株分别为1.467±0.015和5.213±0.111,△la-sI△rhlI菌株AP较PAO1菌株低(t=0.335,P0.05);而ADD、TE较PAO1菌株高(t=0.289,t=0.300,P0.05)。结论lasI rhlI基因缺陷明显影响铜绿假单胞菌的BF形成能力,QS系统在铜绿假单胞菌BF形成中发挥重要作用。     

细菌群体感应抑制活性微生物Zou 03的筛选与鉴定

从近海区生态环境中分离纯化98株海洋菌株,以根癌农杆菌WCF47为敏感检测菌株,筛选出1株具细菌群体感应抑制活性的菌株Zou03,对其进行形态、生理生化特征鉴定和16S rDNA分子鉴定。结果显示,Zou03具枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)的典型特征,其16S rDNA序列通过对比分析,与GenBank中枯草芽胞杆菌16SrDNA的部分序列同源性为100%。综合形态、生化特征及16S rDNA序列对比分分析,鉴定菌株Zou03为枯草芽胞杆菌。表明近海区生态环境中存在具有抑制细菌群体感应活性的微生物,有利于海洋微生物资源开发,为以致病菌群体感应系统为靶点的新型疗法提供新技术。     

提高微生物可培养性的方法和措施

目前自然界中只有极少部分微生物能够得到培养,严重阻碍了对微生物生命活动规律的研究和微生物资源的开发。改进传统培养方法,采用新型培养技术,提高微生物可培养性,大量培养自然界中存在的微生物,从而更全面、准确地了解微生物细胞的生命规律、获悉微生物群落中各种微生物之间的动态相互作用和相互协调的规律,对环境微生物工艺进行准确地设计、精细地调控和高效地利用。简要介绍了微生物不可培养的原因,系统总结了有关提高微生物可培养性方法的最新研究进展,提出研究中存在的问题,并阐述了模拟自然环境条件、强调微生物相互关系是提高微生物可培养性的关键。     

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。     

具有群体感应抑制活性海洋放线菌的分离和鉴定

群体感应系统在许多致病菌的致病过程中发挥了重要的作用, 可作为开发新型抗菌药物的理想的靶标, 筛选高效的群体感应抑制剂有望成为解决细菌耐药问题的一个有效途径。我们从胶州湾海泥中分离得到放线菌47株, 其发酵提取物经紫色杆菌CV026模型筛选后, 发现放线菌WA-7提取物具有群体感应抑制活性, 且在有效浓度时对细菌的生长没有影响。16S rDNA分析表明WA-7应属于Streptomyces属。进一步研究表明, WA-7提取物能够显著降低紫色杆菌受群体感应调节的紫色菌素产量和相关蛋白酶的表达量, 且呈浓度依赖性。     

凡纳滨对虾源不动杆菌群体感应信号分子分离鉴定及其调控

【目的】鉴定凡纳滨对虾源不动杆菌(Acinetobacter spp.M1)分泌的N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)类型,探究细菌生长阶段及环境因素对其分泌信号分子的影响。【方法】报告菌株平板法检测M1的AHLs的活性;采用报告平板与薄层层析(TLC)相结合法对M1分泌的AHLs类型进行鉴定。【结果】菌株M1分泌N-3-氧代-己酰基-高丝氨酸内酯和N-3-氧代-辛酰基-高丝氨酸内酯两种信号分子。在适宜条件下AHLs活性随着培养时间的延长先升高后降低,在对数末期(30 h)达到最大。弱酸和弱碱环境能够降低M1分泌AHLs的能力,p H 7.0是M1分泌AHLs的最适p H。较高浓度的Na Cl促进了个体M1分泌AHLs的能力,但是Na Cl浓度对M1总体分泌AHLs没有显著的影响。菌株M1分泌AHLs的最佳温度为30°C,温度过高或过低都会影响其分泌。【结论】菌株M1主要产生N-3-氧代-己酰基-高丝氨酸内酯和N-3-氧代-辛酰基-高丝氨酸内酯两种类型信号分子。M1的QS系统受菌体密度和环境因素的双重调控。     

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。     

桦褐孔菌发酵鸭跖草提取物对铜绿假单胞菌群体感应系统的影响

【背景】群体感应在铜绿假单胞菌感染中常引起对抗生素的耐药性,因此迫切需要寻找新型抑制剂。【目的】研究桦褐孔菌发酵鸭跖草提取物(fermented Commelina communis extract,FCC)对铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PA)群体感应系统的影响及其原因。【方法】采用微量稀释法测定FCC对PA的最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC),通过微量法测定FCC对生物膜形成、以及毒力因子(绿脓素、LasA蛋白酶及鼠李糖脂)合成的影响,利用高效液相色谱(high performance liquidchromatography,HPLC)法分析发酵前后化学物质的变化,采用福林酚(Folinand Ciocalteu's phenolreagent,Folin-Ciocalteu)法测量FCC和未发酵鸭跖草提取物(unfermented Commelina communis extract,UCC)的总酚含量。【结果】发酵前后提取物的MIC分别为16 g/L和64 g/L,FCC抑制了生物膜的形成,降低了毒力因子的产生,发酵提取物的化学组分在发酵过程中产生了很大的变化,发酵后提取物总酚含量相较于未发酵增加了219.97%。【结论】桦褐孔菌固体发酵具有增强鸭跖草提取物抗PA群体感应的作用,通过抑制群体感应系统产生抑菌作用。     

A method for enzyme quenching in microbial metabolome analysis successfully applied to gram-positive and gram-negative bacteria and yeast

Although microbial metabolome analysis has now become a widely used method, no generally applicable quenching method has been published so far. Either the methods were established for only one defined organism or the metabolite coverage was quite low. In the current work, a novel, reliable, and robust quenching method for different types of organisms is described. Compared with the commonly used quenching procedure with 60% methanol (−50 °C), we obtained improved results for three examined organisms with different cell wall and membrane structures using a 40% ethanol/0.8% sodium chloride solution (−20 °C). Increased metabolite levels were achieved for 60-80% of all identified compounds. Moreover, the estimated standard error of the relative concentrations of 120-160 different substances was only 14 ± 4% compared with 17 ± 3% in unquenched samples and 24 ± 7% in samples quenched with methanol for the different tested organisms.     

Tyrosol from marine Fungi,a novel Quorum sensing inhibitor against Chromobacterium violaceum and Pseudomonas aeruginosa

An ethyl acetate extracts isolated from a marine fungal strain, Penicillium chrysogenum DXY-1, obtained from marine sediments surrounding the East Sea, was found to exhibit anti-quorum sensing (anti-QS) activity. Interestingly, a novel active compound was identified as tyrosol by the purification and structural characterization. At a concentration of 0.5 mg/mL, tyrosol decreased QS-regulated violacein production in Chromobacterium violaceum CV026 by 53.5% and decreased QS-regulated pyocyanin production, elastase activity and proteolytic activity in Pseudomonas aeruginosa PA01 by 63.3%, 57.8% and 9.9%, respectively. SEM images showed that tyrosol inhibited biofilm formation in P. aeruginosa PA01 without having any effect on bacterial growth. Molecular docking results revealed that the natural signal molecule C₆HSL and tyrosol bound to different receptor pockets of CviR, and tyrosol inhibited the QS activity of CviR in C. violaceum by binding to the DNA-binding domain and blocking pathogenic gene expression. All the data suggest that tyrosol may act as a potential inhibitor of the QS systems to solve the looming crisis of bacterial resistance. We believe that there are other active compounds with relatively high anti-QS activity or synergistic inhibitory effects on QS in the crude extract, which warrants further research.