QsvR调控副溶血弧菌生物膜形成的分子机制研究
批准号:
82072239
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
周冬生
依托单位:
学科分类:
病原细菌与感染
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
周冬生
中文摘要
副溶血弧菌的生物膜形成需要一些特殊的结构(如鞭毛、胞外多糖等)和信号通路(如c-di-GMP)的参与,且是一个被紧密调控的过程。转录调控子QsvR对副溶血弧菌生物膜形成的调控作用受胞内是否表达OpaR的影响,但是机制未被阐明。本项目拟系统分析野生株、qsvR突变株、qsvR和opaR的双基因突变株,突变株的回补株等的生物膜相关表型(如结晶紫染色、菌落褶皱、透明度表型等)的差异;进而,采用RNA-seq、ChIP-seq、凝胶阻滞实验等,鉴定不同遗传背景及生物膜形成条件下,QsvR的最小调控元;最后,从最小调控元中挑选出与生物膜形成密切相关的基因或基因座位中各操纵子的首基因为研究靶标,采用LacZ报告基因融合实验、实时定量RT-PCR等分子调控实验技术,深入探究不同遗传背景下,QsvR对靶基因转录的精细分子调控机制,从而认识QsvR是如何通过调控相关基因的转录而调控副溶血弧菌生物膜的形成。
英文摘要
The biofilm formation of Vibrio parahaemolyticus is a complicated process involving many specific structures (such as flagella, pili and extracellular polysaccharides) and regulatory processes (such as c-di-GMP and various regulators). QsvR-dependent biofilm formation in V. parahaemolyticus has been shown to be affected by the intracellular concentration of OpaR, but lacks the detailed regulatory mechanisms. In this study, the biofilm-related phenotypes (such as the crystal violet staining, colony morphology, and opaque-translucent colony switching) will be systematically characterized for the wild-type, qsvR mutant, double-gene deletion mutants of qsvR and opaR, and complementory mutants of the pandemic V. parahaemolyticus. Further, the RNA-seq, ChIP-seq, and gel shift assays will be employed to identify the minimum QsvR regulon in different genetic backgrounds under the growth conditions of biofilm formation. The biofilm-related genes within the minimum QsvR regulon will be selected as the target genes. The classic molecular experiments such as the LacZ fusion and real-time quantitative PCR will be performed to investigate the molecular regulation mechanisms of QsvR on the target genes under different genetic backgrounds. The final combined phenotypic and molecular dataset will promote us to understand how QsvR regulate the biofilm formation through synergistically regulating the transcription of specific gene loci in V. parahaemolyticus.
副溶血弧菌具有极强的生物膜形成能力,其生物膜的形成依赖于胞外多糖、IV型菌毛、荚膜多糖等关键结构。这些结构的表达与合成受到多种调控途径的严格调控,其中包括群体感应(Quorum Sensing,QS)和环二鸟苷酸(c-di-GMP)信号通路。QsvR是一种AraC型转录调控子,通过直接调控QS系统的核心调控子AphA和OpaR的转录,参与QS的级联调控。在野生型或opaR突变株中敲除qsvR显著改变了副溶血弧菌的生物膜形成能力,表明QsvR可能与OpaR协同调控生物膜形成。本研究发现,QsvR和OpaR协同抑制副溶血弧菌生物膜和c-di-GMP的形成,同时促进其不透明菌落形态的发育,并表现出显著的协同效应。在野生株和ΔopaR遗传背景下,QsvR均可调控1000多个基因的转录,这些基因参与物质代谢、信号转导、毒力、生物膜形成、运动等各种细胞通路,且其对靶基因的调控关系受胞内有无opaR的影响。OpaR直接抑制了cpsA和scvE的转录,而QsvR对这两个基因的转录并无调控作用;然而,QsvR和OpaR均能直接促进mshA1、pilA、scrG、VP0218和VP0219的转录,并在功能上具有互补性。此外,OpaR直接抑制scrA的转录,而QsvR则通过间接抑制该基因。QsvR还可直接激活生物膜形成相关操纵子cpsQ-mfpABC和mfpABC的转录。副溶血弧菌的生物膜形成过程主要发生在6至36小时之间,并在48小时左右达到成熟,随后开始扩散。在此过程中,许多基因的表达发生显著变化,这些基因参与了多种细胞功能途径,包括毒力、生物膜形成、代谢和调控机制。此外,本研究还证实了含有GGDEF结构域的蛋白VPA0198具有鸟苷酸环化酶活性,能够促进副溶血弧菌生物膜形成,同时抑制细菌的运动能力。值得注意的是,QsvR和OpaR均负向调控vpa0198的转录。总之,本研究深入研究了QsvR和OpaR在副溶血弧菌生物膜形成中的分子调控机制,为理解该菌的致病机制提供了重要的理论依据。
副溶血弧菌毒力基因表达的密度感应调控机制
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批准号:31671290
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2016
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负责人:周冬生
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依托单位:
副溶血弧菌VI型分泌系统的表型功能及基因调控研究
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批准号:31471184
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项目类别:面上项目
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2014
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负责人:周冬生
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依托单位:
副溶血性弧菌转录调控子OpaR的功能研究
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批准号:31170127
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2011
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负责人:周冬生
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依托单位:
副溶血性弧菌遗传多态性和微进化的研究
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批准号:30871370
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项目类别:面上项目
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资助金额:29.0万元
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批准年份:2008
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负责人:周冬生
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依托单位:
ChIP-chip技术及鼠疫耶尔森氏菌毒力调控子CRP的研究
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批准号:30771179
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项目类别:面上项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2007
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负责人:周冬生
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依托单位:
鼠疫耶尔森氏菌比较和进化基因组学研究
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批准号:30371284
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项目类别:面上项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2003
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负责人:周冬生
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依托单位:
国内基金
海外基金