《變異鏈球菌luxS代謝旁路的研究初探》是依託上海交通大學，由黃正蔚擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：變異鏈球菌luxS代謝旁路的研究初探
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黃正蔚
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
LuxS系統是否作為細胞間的信號傳遞系統在微生物生物膜形成與致病方面發生作用，目前仍存有爭議。本課題組在前期工作中發現變異鏈球菌luxS基因缺失所致生理表型改變並不能完全由密度感應缺陷機制所解釋，通過對口腔微生物基因組文庫的比對分析發現LuxS代謝存在著另一條旁路即SAH通道，由SahH基因編碼。但對於該通道對密度感應的影響尚未見有報導，本研究計畫在luxS基因缺失株內表達SahH，通過對代謝效率的分析，判斷此代謝旁路是否足以彌合LuxS的甲基化代謝循環，進一步研究在此代謝改變下對於特定致病基因表達的改變，以及利用生物膜定量分析與結構觀察的手段研究這一代謝旁路對於生物膜形成的影響。本項目首次探討了luxS的代謝旁路對於微生物致病能力的影響，探索luxS對生物膜的影響途徑，對闡明種屬間密度感應系統在微生物致病方面的作用機制有重要作用，為將來通過干擾微生物信息傳遞防齲途徑的研究奠立基礎。
結題摘要
AI-2信號分子所介導的密度感應機制被認為參與了許多菌種間的信息交換。有研究通過構建luxS基因缺陷株證實了微生物的許多生物學行為受這一信息交換機制的調節，其中也包括生物膜的形成這一微生物致病的主要因素。但是，AI-2的產生過程使這種調節作用受到質疑，有學者認為這種調節現象僅僅是由於luxS缺陷引起細菌甲基代謝障礙而致。本課題旨在探討此種爭論，提出並驗證假設：密度感應系統調節了微生物的生物學行為，而並非是由代謝障礙所致。通過在大腸桿菌與口腔主要致病菌變異鏈球菌密度感應缺陷株中分別轉入可表達luxS 和sahH的質粒並誘導其表達，以此使密度感應系統與代謝系統相互獨立。經western blot檢測兩種蛋白在大腸桿菌中均得到正確表達，驗證了克隆載體的正常表達能力；反轉錄PCR也證明了變異鏈球菌LuxS缺陷株中luxS及sahH mRNA的存在；發光實驗則確認了LuxS陽性表達對照株AI-2分泌能力恢復。對大腸桿菌模式株的Real-time PCR研究發現，生物膜形成的相關基因在修復密度感應系統的菌株中的表達得到恢復，而在恢復甲基循環的菌株中卻並沒有檢測到此種功能。實驗結果基本證實本課題的假設，即在基因水平上AI-2介導的密度感應系統調節了微生物的生物學行為，而這種調節機制並非是由於代謝障礙所致。但在變異鏈球菌的研究中卻有著不同的發現，部分生理功能表現出受到代謝障礙的顯著影響，表現在LuxS缺陷導致浮游狀態的變異鏈球菌耐酸相關基因smu.44、smu.46及生物膜相關基因gbpA、gtfC上調，代謝恢復後，上調基因得到不同程度恢復。
