《鼠疫菌調控子RcsB和RcsAB調控生物膜形成的分子機制研究》是依託中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院，由方楠擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鼠疫菌調控子RcsB和RcsAB調控生物膜形成的分子機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：方楠
- 依託單位：中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
相較於其祖先假結核菌，鼠疫菌演化出經跳蚤為媒介的獨特傳播途徑，且與鼠疫菌形成生物膜緊密相關。已有研究表明：鼠疫菌的rcsA基因在進化中成為假基因，因此無法表達RcsA而不能形成複合體型調控子RcsAB而去抑制生物膜基因的轉錄，從而使鼠疫菌具備了在蚤體中形成生物膜的能力。本研究試圖探究調控子RcsB和RcsAB對鼠疫菌生物膜的調控作用，探究調控子RcsB和RcsAB對生物膜基因hmsHFRS、hmsT、hmsD、waaA的轉錄抑制作用，深入研究RcsA和RcsB蛋白在基因調控中的單獨與協同作用機理，了解RcsAB調控環路變化與鼠疫菌生物膜形成能力進化的關係，以進一步闡述鼠疫菌經媒介傳播的分子機制。
結題摘要
相較於其祖先假結核耶爾森氏菌（以下簡稱假結核菌），鼠疫耶爾森氏菌（以下簡稱鼠疫菌）演化出的經跳蚤為媒介的獨特傳播途徑與其形成生物膜能力密切相關。已有研究表明：鼠疫菌的rcsA 基因在進化中插入了30個鹼基成為假基因，因此無法表達有生物學活性的RcsA而不能形成複合體型調控子RcsAB，因此，生物膜形成相關基因得以轉錄，使鼠疫菌具備了在蚤前胃中形成生物膜的能力。 在前人對鼠疫菌的研究中，發現了小RNAsR035（本研究中正式命名為HmsB）。hmsB在基因組中的位置與鼠疫生物膜形成相關的操縱子hmsCDE十分接近，其表達水平也受溫度變化影響。因此我們推測HmsB有可能調控鼠疫菌生物膜的形成。 本研究最佳化了結晶紫實驗、菌落表面褶皺實驗、線蟲蟲卵發育實驗等鼠疫菌生物膜表型檢測平台，使後續的研究結果更加穩定、可靠。在此基礎上，我們通過基因敲除與回補，驗證了調控子小RNA HmsB對鼠疫菌形成生物膜的正調控作用猜想。並對其分子機制進行了初步探索。發現HmsB正調控鼠疫菌中的第二信使c-di-GMP，而c-di-GMP已證實與鼠疫菌生物膜形成相關。此外，HmsB對hmsHFRS、hmsT和hmsCDE等多個生物膜相關基因的轉錄水平具有直接正調控作用；同時間接負調控hmsP。 本研究中，我們了解了RcsB對鼠疫菌生物膜的調控作用，及RcsA的失活對鼠疫菌生物膜形成的影響，並深入探究其分子機制。通過回補假結核菌中有活性的rcsA，我們模擬了假結核菌中的RcsAB基因型。表型實驗表明RcsA輔助RcsB負調控生物膜的形成。通過分子實驗，我們發現RcsAB對hmsB，及hmsHFRS、hmsT、hmsD等生物膜正相關基因具有直接的轉錄抑制作用；對hmsP有間接的正調控作用。深入研究了RcsA和RcsB蛋白在此調控中的單獨與協同作用機制，了解RcsAB調控環路變化與鼠疫菌生物膜形成能力進化的關係，為進一步闡述鼠疫菌經媒介傳播的分子機制奠定了基礎。
