《銅綠假單胞菌Ⅲ型蛋白分泌系統的表達調控機制》是依託南開大學，由金守光擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：銅綠假單胞菌Ⅲ型蛋白分泌系統的表達調控機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：金守光
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
銅綠假單胞菌是人類條件致病菌，III型蛋白分泌系統（TTSS）是其編碼的最重要致病因子。TTSS在細菌表面形成針狀分泌結構，將毒力因子直接注入宿主細胞引起損傷。TTSS表達受環境控制，包括與宿主細胞接觸和低鈣兩類信號，但具體機制尚不清楚。我們在研究中發現，低鈣必須與TTSS分泌因子（TSF）同時存在才能發揮作用，TSF是一類鈣結合蛋白，能夠與TTSS分泌器組分PopN特異結合。據此我們提出一個假說，即TTSS分泌器端部可能存在由PopN和其它組分形成的帽子結構（CAP），阻止TTSS的分泌；在低鈣環境下，TSF與PopN結合而激活TTSS的分泌。本項目擬通過實驗對該假說進行驗證：確定CAP蛋白複合物的組成；闡明低鈣在TTSS誘導中的作用；研究針對CAP複合物的抗體在感染中的保護作用。本項目結果將進一步闡明TTSS激活機制，對於預防和治療銅綠假單胞菌感染具有重要指導意義。
結題摘要
銅綠假單胞菌是一種重要的人類條件致病菌，III型蛋白分泌系統(T3SS)是其一個重要的毒力因子，在其引起宿主急性感染過程中發揮著重要的作用。本項目旨在研究T3SS相關基因的表達調控機制。在項目執行期間，我們進行了以下幾方面的研究：（1）suhB對銅綠假單胞菌毒力因子表達的調控機制，發現suhB通過影響ExsA的翻譯而正調控T3SS，通過GacA-RsmY/RsmZ通路正調控T3SS,負調控T6SS和生物被膜；SuhB通過與核糖體結合調節核糖體在PA5471.1 mRNA的停頓，從而影響了銅綠假單胞菌對氨基糖苷類抗生素的抗性；（2）PrtR的內穩態調節銅綠假單胞菌的致病性及對環丙沙星的抗性，PrtR通過自我抑制維持一個相對穩定的水平，這保證銅綠假單胞菌在感染宿主過程中高水平表達T3SS，同時對抗生素及宿主免疫細胞產生的活性氧壓力產生抗性；（3）在研究銅綠假單胞菌相關基因調控機制的過程中，我們發現了一個利用III型分泌系統注入到宿主細胞中的新的毒力蛋白NDK。NDK通過I型分泌系統分泌到細菌的外部，藉助於III型分泌系統注入到宿主細胞中。在宿主細胞中表達的NDK表現出毒力作用，同時該毒力作用與NDK的激酶活性無關；（4）利用III型分泌系統向哺乳動物細胞中注入TALEN蛋白，TALEN蛋白能夠成功的定位到細胞核中，並對細胞核內的靶DNA進行特異性剪下。進一步地，我們將該系統成功地套用於向鼠胚胎幹細胞，人胚胎幹細胞和人誘導多能幹細胞中注入TALEN蛋白來對這些細胞的基因進行編輯。該方法能夠有效地迴避外源DNA向哺乳動物幹細胞中引入的風險，同時能夠有效地對哺乳動物幹細胞染色體進行高效的切割。（5）利用銅綠假單胞菌T3SS成功地將Gata4, Mef2c 和Tbx5注入到鼠胚胎幹細胞，並正確定位到細胞核中，半衰期為5.5小時，最終成功地指導胚胎幹細胞分化為心肌細胞，效率高達60%。（6）受邀撰寫了核糖體“停頓”和“救援”對基因調控的影響。
