Science:大腸桿菌毒性因子分泌調(diào)節(jié)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(dǎo)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T3SS(type III secretion system)的系統(tǒng),能夠分泌毒性因子進(jìn)入宿主細(xì)胞中引發(fā)免疫反應(yīng)。
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(shù)毒性因子來說,細(xì)菌胞內(nèi)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,NIeA與Esp1的這一數(shù)值則異常的高。此前研究發(fā)現(xiàn)NIeA對于抑制宿主的分泌以及炎癥小體的形成具有關(guān)鍵的作用。
由于毒性因子的注入主要發(fā)生于附著在宿主細(xì)胞表面的細(xì)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(xì)胞表面的細(xì)菌群體。因此,有可能這一因子主要有依附成功的細(xì)菌分泌。為了檢驗這一猜測,來自以色列耶路撒冷的Hebrew大學(xué)的Ilan Rosenshine課題組進(jìn)行了深入研究。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在最近一期的《science》雜志上。
首先,作者利用體外系統(tǒng)將HELA細(xì)胞進(jìn)行EPEC感染。他們選擇了兩種不同的細(xì)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(jié)果顯示,前一種細(xì)菌中GFP的表達(dá)主要發(fā)生于與HELA細(xì)胞結(jié)合的細(xì)菌群體,而后一種細(xì)菌則沒有這一特點。這一試驗結(jié)果表明NIeA的表達(dá)與細(xì)菌與細(xì)胞的依附過程有因果關(guān)系。
為了進(jìn)一步研究NIeA的表達(dá)調(diào)控機制,作者進(jìn)行了細(xì)菌的突變篩查分析。結(jié)果顯示,NIeA的表達(dá)主要受到反式作用因子CsrA的調(diào)節(jié),它與NLeA基因5-端 UTR相互作用從而抑制基因的表達(dá)。
進(jìn)一步,作者猜測細(xì)菌在與宿主細(xì)胞發(fā)生接觸后,細(xì)菌表面的某些分子感應(yīng)到了某種信號,從而激活了下游分子的表達(dá)。因此作者利用細(xì)菌突變體檢測了EPEC特有的表面分子。他們發(fā)現(xiàn):在眾多表面分子中,只有TS33對于NIeA的表達(dá)調(diào)節(jié)具有重要的作用。
綜上,作者發(fā)現(xiàn)了大腸桿菌(EPEC)毒性因子分泌的新型調(diào)節(jié)機制。