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海南大学药学院宋施豪副研究员联合中山大学药学院(深圳)邓音乐教授团队的文章“Cis-2-decenoic acid modulates Pseudomonas aeruginosa virulence through a noncanonical transcriptional regulator” 已在mLife正式上线。该研究发现铜绿假单胞菌通过一种非经典的转录调节因子FadD1感应群体感应信号cis-2-decenoic acid(cis-DA)调控自身致病性和菌群种间竞争力。FadD1作为一种双功能酶,既可以作为一种脂酰CoA合成酶,增强铜绿假单胞菌菌群间的竞争力,还可以作为一种非经典的转录调节因子感应cis-2-decenoic acid信号分子,调控自身毒力。
铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是一种常见的院内感染条件致病菌,与伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)均可定植于患者肺部,共享相同的生态位,引发严重的细菌共感染。群体感应(quorum sensing,QS)是微生物通过感知同类微生物的细胞数量来调控自身行为的通信机制,它具有细胞密度依赖性,使细菌能够感知同伴的存在并协调它们的行为,影响其生长、代谢、毒力等。研究发现,QS信号分子不仅在病原菌的致病调控中发挥关键作用,而且在菌群间的竞争过程中也发挥重要作用。
该研究首先发现铜绿假单胞菌的FadD1可以发挥脂酰CoA合成酶的活性,将伯克霍尔德菌产生的DSF家族信号分子BDSF作为底物,转化为BDSF-CoA,增强铜绿假单胞菌菌群的竞争力。进一步研究发现,FadD1可以通过亮氨酸拉链结构直接结合多个基因的启动子,调控靶基因的表达,特别是铜绿假单胞菌群体感应系统的调控核心lasR,进而调控las-、rhl-和pqs-QS系统,影响细菌表型和致病毒力等。铜绿假单胞菌也会产生一种DSF家族信号分子cis-2-decenoic acid(cis-DA),但是FadD1对cis-DA没有酶活性,而是可以强结合cis-DA,并且cis-DA可以增强FadD1与靶基因启动子的结合能力,说明FadD1主要作为cis-DA信号分子的响应性转录调节因子,而不是脂酰CoA合成酶发挥功能。
综上所述,该研究发现FadD1是铜绿假单胞菌中cis-DA信号分子的受体蛋白,调节lasR的转录表达,从而调节las-、rhl-和pqs-QS系统,调控细菌毒力(图1)。此外,FadD1还可发挥脂酰CoA合成酶的功能,将BDSF作为底物转化为BDSF-CoA,增强铜绿假单胞菌的菌群竞争力。总之,该研究发现了一个新的DSF家族信号分子受体FadD1,通过QS系统调控毒力和菌群竞争,拓宽了对铜绿假单胞菌QS信号网络的理解。
图1 铜绿假单胞菌cis-DA信号调控示意图
引用本论文:Song S, Liu J, Wang B, Si Y, Han H, Sun X, et al. Cis-2-decenoic acid modulates Pseudomonas aeruginosa virulence through a noncanonical transcriptional regulator. mLife. 2025; 4: 625–639.
原文链接:https://doi.org/10.1002/mlf2.70044
第一兼通讯作者
宋施豪 副研究员
作者单位:海南大学药学院
作者简介:海南大学药学院副研究员,博士生导师。海南省高层次D类人才、深圳市”孔雀人才“。主要研究病原细菌群体感应与第二信使致病调控机制与新型抗菌化合物研发。在Nat Commun、ISME J、APSB、Cell Rep、mLife等期刊发表多篇高水平论文。
通讯作者
邓音乐 教授
作者单位:中山大学药学院(深圳)
作者简介:中山大学博士生导师。国家重点人才工程入选者,广东省杰出青年基金获得者,广东省珠江人才计划引进创新团队核心成员兼委托负责人,主要从事病原微生物群体感应、胞内信号传导及致病机理、新型抗菌药物研究等。
mLife
期刊简介
mLife是由中国科学院主管、中国科学院微生物研究所主办(中国微生物学会为合作单位)的我国微生物学领域第一本综合性高起点英文期刊。mLife瞄准全球微生物学领域高水平科研成果和前沿进展,报道内容覆盖微生物学各个学科。mLife的办刊目标是打造微生物学领域综合性国际旗舰期刊。目前,mLife已被国内外重要数据库ESCI、PubMed、Scopus、CSCD、DOAJ、CAS、中国科技核心期刊等收录。mLife 2024年度JCR影响因子为4.5,位于微生物学科Q1区。
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