本文選題：CsrA + RovM�。� 參考：《西北農林科技大學》2017年博士論文

【摘要】：在自然條件下,細菌以浮游狀態(tài)和生物膜狀態(tài)兩種生長形式存在。生物膜是病原微生物在生長過程中,為適應惡劣生存環(huán)境而聚集附著于惰性或活性材料表面所形成的細菌群。生物膜的形成使病原菌對抗生素的耐受性以及對宿主免疫防御的抵抗力大幅度提高,從而導致嚴重的臨床耐藥問題,因此深入揭示細菌生物膜的形成機制尤其是浮游/生物膜狀態(tài)轉換的調控機制是控制生物膜細菌的重要前提之一。目前已發(fā)現(xiàn)細菌胞內信使分子c-di-GMP、群體感應系統(tǒng)、全局性轉錄因子CsgD和小的非編碼McaS等能夠調控細菌由浮游狀態(tài)到生物膜狀態(tài)的轉變。本研究以假結核耶爾森氏菌為研究對象,通過相關分子生物學手段,探索其浮游狀態(tài)/生物膜狀態(tài)之間轉換的分子機制。論文主要包括以下三個方面的內容:1.通過對flhDC和hmsHFRS基因的qRT-PCR檢測與啟動子活性分析證實了RovM對flhDC和hmsHFRS基因的調控作用。同時利用EMSA和Footprinting實驗確定了RovM在flhDC和hmsHFRS啟動子上的結合位點。作為獨特的調控細菌運動性/生物膜之間轉換的分子開關,RovM對細菌胞外多糖β-GlcNAc的累積與鞭毛合成的調控取決于它在hmsHFRS啟動子和flhDC啟動子上結合位點位置,通過正調控flhDC與負調控hmsHFRS促使細菌由生物膜狀態(tài)轉入浮游生活狀態(tài)。同時,RovM通過對細菌生物膜和侵襲素調控因子RovA的調控影響細菌致病性,對細菌致病性調節(jié)起著至關重要的作用。2.本研究通過對轉錄后調控因子CsrA在假結核耶爾森氏菌運動性和生物膜形成上的研究,證實了CsrA一方面可以通過激活RovM在轉錄水平上影響細菌運動性/生物膜的轉換,另一方面能直接作用于flhDC和hmsHFRSmRNA反向調控細菌的生活狀態(tài)。進而提出了一個CsrA-RovM雙重分子開關,協(xié)同作用在轉錄水平和轉錄后水平反向調控假結核耶爾森氏菌浮游狀態(tài)/生物膜狀態(tài)之間的轉換,這種調控方式高效且嚴謹,為細菌迅速適應環(huán)境條件的變化提供了保障。且該雙分子開關的調控方式與已發(fā)現(xiàn)的分子開關相反,主要調控細菌由生物膜狀態(tài)到浮游狀態(tài)的轉換。3.大多數(shù)細菌在饑餓條件下形成高度活躍“覓食”狀態(tài)的細胞,但其潛在的調控機制仍然未知。本研究揭示了運動性和生物膜形成的調控對假結核耶爾森氏菌“覓食”狀態(tài)細胞的形成至關重要,其中Crp-CsrA-RovM通路發(fā)揮了關鍵的調控作用。當環(huán)境中營養(yǎng)濃度受限制時,Crp通過cAMP水平的增高而被激活,cAMP/Crp復合物依次激活CsrA和RovM。RNA結合蛋白CsrA一方面通過穩(wěn)定flhDCmRNA來增強細菌運動性,另一方面通過直接結合hmsHFRSmRNASD區(qū)抑制hmsH的翻譯來抑制生物膜形成。同時,由CsrA激活的轉錄因子RovM通過直接激活flhDC轉錄促進細菌運動性,并直接抑制hmsHFRS操縱子的轉錄來抑制細菌生物膜形成。因此,CsrA-RovM作為雙分子開關響應環(huán)境營養(yǎng)條件的變化,在轉錄水平和轉錄后水平協(xié)同調控細菌鞭毛的形成激活細菌運動性,同時控制胞外多糖β-GlcNAc合成抑制細菌生物膜的形成,協(xié)同調控假結核耶爾森氏菌“覓食”狀態(tài)細胞的形成。并且細菌這種生活狀態(tài)的改變由Crp和cAMP的水平來介導。本研究不僅揭示了CsrA調控機制的新層面,而且還提供了了解細菌形成“覓食”狀態(tài)細胞潛在分子調控機制的新視角,這是細菌生活史上一個十分獨特但又未知的一個重要階段。
[Abstract]:In this study , we have found that the mechanism of formation mechanism of bacterial biofilm , especially floating / biofilm state transition , is one of the important prerequisites for controlling bacterial motility / biofilm formation .

【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R378

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