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Science:大腸桿菌毒性因子分泌調節機制

日期:2017-02-20 09:15:57

 雖然大部分大腸桿菌都屬于共生菌,但仍有一些還是有可能導致疾病的菌株,其中包括腸致病性大腸桿菌(EPEC)以及腸出血性大腸桿菌(EHEC)。它們均擁有一種叫做T3SStype III secretion system)的系統,能夠分泌毒性因子進入宿主細胞中引發免疫反應。

 

EPEC的每一類毒性因子都具有不同的分泌效率,但決定這一效率的機制目前并不清楚。對于大多數毒性因子來說,細菌胞內分子的濃度是最主要的決定因素,因此每一種毒性因子的分泌-濃度比都是相似的。然而,NIeAEsp1的這一數值則異常的高。此前研究發現NIeA對于抑制宿主的分泌以及炎癥小體的形成具有關鍵的作用。

 

由于毒性因子的注入主要發生于附著在宿主細胞表面的細菌,而此前針對NIeA分子濃度的檢測僅僅針對于侵染宿主后未依附在宿主細胞表面的細菌群體。因此,有可能這一因子主要有依附成功的細菌分泌。為了檢驗這一猜測,來自以色列耶路撒冷的Hebrew大學的Ilan Rosenshine課題組進行了深入研究。相關結果發表在最近一期的《science》雜志上。

 

首先,作者利用體外系統將HELA細胞進行EPEC感染。他們選擇了兩種不同的細菌,一種含有NIeA-GFP融合蛋白(即使用同一啟動子)的EPEC,以及NIeA-rbs-GFP(即不使用同一啟動子)。結果顯示,前一種細菌中GFP的表達主要發生于與HELA細胞結合的細菌群體,而后一種細菌則沒有這一特點。這一試驗結果表明NIeA的表達與細菌與細胞的依附過程有因果關系。

 

為了進一步研究NIeA的表達調控機制,作者進行了細菌的突變篩查分析。結果顯示,NIeA的表達主要受到反式作用因子CsrA的調節,它與NLeA基因5- UTR相互作用從而抑制基因的表達。

 

進一步,作者猜測細菌在與宿主細胞發生接觸后,細菌表面的某些分子感應到了某種信號,從而激活了下游分子的表達。因此作者利用細菌突變體檢測了EPEC特有的表面分子。他們發現:在眾多表面分子中,只有TS33對于NIeA的表達調節具有重要的作用。

 

綜上,作者發現了大腸桿菌(EPEC)毒性因子分泌的新型調節機制。

 


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