Bacterial metabolic engineering: forced adaptive evolution of quorum sensing control of virulence and secondary metabolism by chemical selections
细菌代谢工程:群体感应的强制适应性进化通过化学选择控制毒力和次生代谢
基本信息
- 批准号:BB/E015581/1
- 负责人:
- 金额:$ 59.25万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2007
- 资助国家:英国
- 起止时间:2007 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Bacteria are capable of 'talking' to each other in chemical terms. One set of chemical signals that is exchanged between bacteria involves N-acyl homoserine lactones (N-AHLs). These chemicals can diffuse between bacteria and can be sensed intracellularly. When these chemical signals move from one bacterial cell into a new bacterium they can bind to specific proteins that are responsible for switching on - or switching off - diverse sets of genes in the receiving bacterium. Bacteria use this system to link the control of multigene expression to the concentration of the available chemical signal. As the concentration of the chemical signal available is dependent on the number of bacterial cells producing the signal, then this system allows the receiving bacteria to determine indirectly the number of bacterial cells in the population. Therefore, bacteria can use this chemical signalling method to link the population density to the control of multigene expression. For that reason (cell number-dependency), this process is called quorum sensing (QS). Genes under QS control include those for virulence and secondary metabolite (such as antibiotic) biosynthesis in some pathogens of animals and plants. The main players in the N-acyl homoserine lactone (N-AHL)-based QS regulatory systems are LuxI-like proteins and LuxR-like proteins. LuxI-like proteins are enzymes that make the specific N-AHL whereas the LuxR-like proteins bind the N-AHL and bind DNA sequences upstream of the corresponding target genes. This leads to control of the corresponding target genes through chemical signalling. Some luxIR-type genes are mobile and have been acquired from other bacterial strains and they may have evolved by a modular system akin to a molecular 'lego' kit in which there is a 'mix-and-match' of functional parts of the respective proteins. We will test this modularity concept by artificailly forcing the evolution of the component parts of the system (LuxI and LuxR proteins) so that engineered bacteria will make different molecules to those they normally make and respond to different molecules from those to which they normally respond. This lab-based 'speeding up' of the evolutionary process will allow us to understand better some of the characteristics of the QS system. We will test this in two bacterial pathogens; one pathogenic to plants and another pathogenic to animals. In effect we will be artificially evolving the QS control systems in these bacteria such that they respond to a new chemical language. We expect the evolved versions to be less 'fit' because we think that the native system has evolved over a very long time period to enhance the survival and dissemination of the bacteria. We will test this idea in the lab.
细菌能够用化学术语相互“交谈”。细菌之间交换的一组化学信号涉及N-酰基高丝氨酸内酯(N-AHL)。这些化学物质可以在细菌之间扩散,并可以在细胞内感受到。当这些化学信号从一个细菌细胞转移到一个新的细菌时,它们可以与特定的蛋白质结合,这些蛋白质负责打开或关闭接收细菌中不同的基因集。细菌使用这个系统将多基因表达的控制与可用化学信号的浓度联系起来。由于可用化学信号的浓度取决于产生该信号的细菌细胞的数量,因此该系统允许接收细菌间接确定种群中的细菌细胞的数量。因此,细菌可以使用这种化学信号方法将种群密度与多基因表达的控制联系起来。出于这个原因(细胞数量依赖),这个过程被称为群体感知(QS)。受QS调控的基因包括某些动植物病原菌的毒力基因和次生代谢物(如抗生素)生物合成基因。基于N-乙酰高丝氨酸内酯(N-AHL)的QS调控系统的主要成员是Luxi-like蛋白和LuxR-like蛋白。Luxi-like蛋白是制造N-AHL的酶,而LuxR-like蛋白与N-AHL结合,并结合相应靶基因上游的DNA序列。这导致通过化学信号来控制相应的靶基因。一些LuxIR类型的基因是可移动的,是从其他细菌菌株获得的,它们可能是由一个类似于分子乐高(Lego)试剂盒的模块化系统进化而来的,在这个系统中,有各自蛋白质的功能部分的“混合和匹配”。我们将通过人工强制系统组成部分(Luxi和LuxR蛋白质)的进化来测试这种模块化概念,以便工程菌将制造与它们正常制造的分子不同的分子,并对与它们正常反应的分子不同的分子做出反应。这种以实验室为基础的进化过程的加速将使我们更好地了解QS系统的一些特征。我们将在两种细菌病原体中进行测试;一种对植物致病,另一种对动物致病。实际上,我们将在这些细菌中人工进化QS控制系统,使它们对一种新的化学语言做出反应。我们预计进化的版本不太“适合”,因为我们认为本地系统经过了很长一段时间的进化,以增强细菌的生存和传播。我们将在实验室测试这一想法。
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A Plasmid-Transposon Hybrid Mutagenesis System Effective in a Broad Range of Enterobacteria.
- DOI:10.3389/fmicb.2015.01442
- 发表时间:2015
- 期刊:
- 影响因子:5.2
- 作者:Monson R;Smith DS;Matilla MA;Roberts K;Richardson E;Drew A;Williamson N;Ramsay J;Welch M;Salmond GP
- 通讯作者:Salmond GP
Identification of genes in the VirR regulon of Pectobacterium atrosepticum and characterization of their roles in quorum sensing-dependent virulence.
黑腐果杆菌 VirR 调节子中基因的鉴定及其在群体感应依赖性毒力中的作用特征。
- DOI:10.1111/j.1462-2920.2012.02822.x
- 发表时间:2013
- 期刊:
- 影响因子:5.1
- 作者:Monson R
- 通讯作者:Monson R
Overproduction of individual gas vesicle proteins perturbs flotation, antibiotic production and cell division in the enterobacterium Serratia sp. ATCC 39006.
- DOI:10.1099/mic.0.000347
- 发表时间:2016-09
- 期刊:
- 影响因子:1.5
- 作者:Rita E. Monson;Y. Tashiro;G. Salmond
- 通讯作者:Rita E. Monson;Y. Tashiro;G. Salmond
Biosynthesis of the antifungal haterumalide, oocydin A, in Serratia, and its regulation by quorum sensing, RpoS and Hfq.
塞拉蒂亚中抗真菌性haterumalide,卵母细胞A的生物合成及其对法定感应,RPOS和HFQ的调节。
- DOI:10.1111/1462-2920.12839
- 发表时间:2015-08
- 期刊:
- 影响因子:5.1
- 作者:Matilla MA;Leeper FJ;Salmond GP
- 通讯作者:Salmond GP
Intra-species bacterial quorum sensing studied at single cell level in a double droplet trapping system.
在双液滴诱捕系统中,在单细胞水平上研究了种类的细菌群体传感。
- DOI:10.3390/ijms140510570
- 发表时间:2013-05-21
- 期刊:
- 影响因子:5.6
- 作者:Bai Y;Patil SN;Bowden SD;Poulter S;Pan J;Salmond GP;Welch M;Huck WT;Abell C
- 通讯作者:Abell C
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
George Salmond其他文献
George Salmond的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('George Salmond', 18)}}的其他基金
Viral jumping of genus and species barriers: engineering phage host range promiscuity for diverse bacteria
病毒跨越属和种障碍:针对不同细菌设计噬菌体宿主范围混杂性
- 批准号:
BB/W000105/1 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Research Grant
Functional prophage and lysogen engineering in Citrobacter enabling studies of virulence and other traits
柠檬酸杆菌的功能性原噬菌体和溶原工程可用于毒力和其他性状的研究
- 批准号:
BB/T006668/1 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Research Grant
Biosynthesis and mode of action of a new antifungal antibiotic produced by bacterial plant pathogens and rhizosphere bacteria
植物病原体和根际细菌产生的新型抗真菌抗生素的生物合成和作用方式
- 批准号:
BB/N008081/1 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Research Grant
The molecular microbiology and physics of bacterial flotation
细菌浮选的分子微生物学和物理学
- 批准号:
BB/K001833/1 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Research Grant
Bacterial toxin-antitoxin system functionality and bacteriophage abortive infection: structure function and biology
细菌毒素-抗毒素系统功能和噬菌体流产感染:结构功能和生物学
- 批准号:
BB/H002677/1 - 财政年份:2010
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Research Grant
A novel plant pathogenesis regulatory system in Erwinia: functional analysis of a new post-transcriptional input to bacterial quorum sensing control.
欧文氏菌的一种新型植物发病机制调节系统:细菌群体感应控制的新转录后输入的功能分析。
- 批准号:
BB/H013261/1 - 财政年份:2010
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Research Grant
Genetic suppression of the RNA regulator system controlling virulence and antibiotic biosynthesis in the phytopathogen Erwinia carotovora
控制植物病原体胡萝卜软腐欧文氏菌毒力和抗生素生物合成的 RNA 调节系统的基因抑制
- 批准号:
BB/F009666/1 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Research Grant
Exploitation of new bacteriophages for generic strain engineering methods and functional genomic analysis of diverse bacteria
利用新型噬菌体进行通用菌株工程方法和多种细菌的功能基因组分析
- 批准号:
BB/G000298/1 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Research Grant
A versatile bioreactor/fermenter system for 'omics' research on diverse aspects of microbial physiology
多功能生物反应器/发酵罐系统,用于微生物生理学各个方面的“组学”研究
- 批准号:
BB/E01318X/1 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Research Grant
相似国自然基金
α-酮戊二酸调控ACMSD介导犬尿氨酸通路代谢重编程在年龄相关性听力损失中的作用及机制研究
- 批准号:82371150
- 批准年份:2023
- 资助金额:49.00 万元
- 项目类别:面上项目
多囊卵巢综合征中甲酰肽受体2调控小胶质细胞代谢重编程导致GnRH神经元过度激活及HPO轴异常的病理机制研究
- 批准号:82370797
- 批准年份:2023
- 资助金额:49.00 万元
- 项目类别:面上项目
NPC1调控肾上腺皮质激素分泌影响代谢稳态的机制研究
- 批准号:82370796
- 批准年份:2023
- 资助金额:49.00 万元
- 项目类别:面上项目
衰老上皮细胞FABP4调控HSDL2致脂肪酸代谢失衡在BPH发病中的机制研究
- 批准号:82370774
- 批准年份:2023
- 资助金额:49.00 万元
- 项目类别:面上项目
基于AMPK/PGC-1α信号轴的工程化外泌体靶向调控BMSCs能量代谢重编程在老年机体骨修复中的作用及其机制研究
- 批准号:82370920
- 批准年份:2023
- 资助金额:48.00 万元
- 项目类别:面上项目
基于影像代谢重塑可视化的延胡索酸水合酶缺陷型肾癌危险性分层模型的研究
- 批准号:82371912
- 批准年份:2023
- 资助金额:48.00 万元
- 项目类别:面上项目
GPSM1介导Ca2+循环-II型肌球蛋白网络调控脂肪产热及代谢稳态的机制研究
- 批准号:82370879
- 批准年份:2023
- 资助金额:49.00 万元
- 项目类别:面上项目
致癌代谢物D型2-羟基戊二酸影响丙酸β氧化代谢通路和线粒体稳态平衡的分子机制研究
- 批准号:32000531
- 批准年份:2020
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
FBXO40正向调控糖尿病心肌病心肌重构的分子机制研究
- 批准号:32000545
- 批准年份:2020
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
去唾液酸糖蛋白受体1(ASGR1)调控脂质转运的分子机制及其在非酒精性脂肪肝炎中的作用研究
- 批准号:31900539
- 批准年份:2019
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Single-cell transcriptomics of complex bacterial communities
复杂细菌群落的单细胞转录组学
- 批准号:
10714260 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Development of a Gene-Transfer-Resistant and Biocontained Next-Generation Bacterial Host for Controlled Drug Delivery
开发用于受控药物输送的抗基因转移和生物包容的下一代细菌宿主
- 批准号:
10784171 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Identifying the pathways associated with bacterial antibiotic persistence within host tissues
确定与宿主组织内细菌抗生素持久性相关的途径
- 批准号:
10638788 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Metabolic model-informed engineering of a dechlorinating bacterial population to improve bioremediation
脱氯细菌群体的代谢模型知情工程可改善生物修复
- 批准号:
546751-2020 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Postgraduate Scholarships - Doctoral
Metabolic model-informed engineering of a dechlorinating bacterial population to improve bioremediation
脱氯细菌群体的代谢模型知情工程可改善生物修复
- 批准号:
546751-2020 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Postgraduate Scholarships - Doctoral
Mechanisms and functions of CRISPR-Casautoregulation in bacterial immunity and pathogenesis
CRISPR-Casautoregulation在细菌免疫和发病机制中的机制和功能
- 批准号:
10402801 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Combining Bacterial Glycosylation Tools and Nanotechnology to Optimize Siglec Ligands for the Treatment of Allergy and Anaphylaxis
结合细菌糖基化工具和纳米技术来优化 Siglec 配体,用于治疗过敏和过敏反应
- 批准号:
10507766 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Mechanisms and functions of CRISPR-Casautoregulation in bacterial immunity and pathogenesis
CRISPR-Casautoregulation在细菌免疫和发病机制中的机制和功能
- 批准号:
10624292 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Leveraging bacterial membrane vesicles as a therapeutic strategy for Crohn’s disease
利用细菌膜囊泡作为克罗恩病的治疗策略
- 批准号:
467035 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 59.25万 - 项目类别:
Studentship Programs