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LysR家族转录调控子调控流产布鲁菌毒力的分子机制研究

批准号:
32072828
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
田明星
学科分类:
兽医细菌及其他微生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
田明星

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
布鲁菌是一种兼性胞内寄生菌,无经典的毒力因子,其毒力主要体现在入侵宿主细胞并在胞内存活的能力。布鲁菌感染宿主后,通过调控一系列基因的协同表达完成感染过程,转录调控子在调控基因表达中发挥重要作用,LysR家族转录调控子(LTTRs)是布鲁菌的一大类转录调控子。我们前期研究发现,在布鲁菌21个LTTRs中,有9个LTTRs参与调控布鲁菌毒力。本项目通过分析LTTRs缺失株毒力、感染巨噬细胞免疫应答、DC抗原递呈和代谢表型等,从宏观角度明确LTTRs的调控功能。通过转录组和蛋白质组学确定LTTRs调控靶基因,代谢组学分析LTTRs调控的代谢通路。EMSA和DNA酶足迹分析LTTRs结合靶基因启动子DNA基序,确定关键靶基因。之后,构建靶基因缺失或过表达株,评估该缺失或过表达株的毒力、免疫逃逸和代谢差异,最终,从微观角度阐明LTTRs调控布鲁菌致病的分子机制,为布鲁菌致病机制研究提供新思路。
英文摘要
Brucella is a facultative intracellular bacterium with no classic virulence factors, which virulence is dependent on the ability to invade and replicate within host cells. Once infects host, the Brucella completes its infection cycle dependent on the coordinated expression of a series of genes. Transcriptional regulators play an important role in the regulation of gene expression in Brucella. LysR-family transcriptional regulators (LTTRs) is a large category of transcriptional regulators in Brucella. Our previous study showed that nine of 21 LTTRs are involved in regulation of Brucella virulence. The macro-regulatory function of Brucella LTTRs will be elucidated by virulence assessment, immune response of infected macrophages, DC antigen presentation and metabolic phenotype of the LTTRs deleted mutants. After that, target genes regulated by the LTTRs will be confirmed using transcriptomics and proteomics, metabolic pathways regulated by the LTTRs will be analyzed by metabonomics, and then, EMSA and DNase I footprinting will be performed to analyze the DNA binding motif by the LTTRs, and then, the key target genes will be confirmed. Subsequently, the target genes deleted or overexpressed mutants will be constructed, and the virulence, immune escape and metabolic phenotype of those mutants will be further assessed. Finally, the molecular mechanism of LTTRs regulating Brucella virulence will be clarified from a microscopic point. This study provides some novel insights for Brucella pathogenesis.
LysR家族转录调控因子(LTTR)是布鲁菌一类重要的转录调控因子,然而其在布鲁菌致病中的作用目前研究尚不清楚。在本项目中,通过生物信息学分析,发现流产布鲁菌存在21个LTTRs。基于细菌同源重组技术,本研究成功构建了21株布鲁菌LTTR缺失株。动物感染试验筛选鉴定到9个LTTRs与流产布鲁菌的致病性相关,其中,7个LTTR(LTTR1、3、7、8、13、17、21)缺失显著减弱布鲁菌致病性,2个LTTR(LTTR2和15)缺失显著提高布鲁菌致病性。随后,本研究进一步解析了LTTR17(BvtR)、LTTR21(BvrA)和LTTR8在布鲁菌致病过程中的作用。BvtR由BAB_RS28875基因编码,包含301个氨基酸。RNA-seq分析发现BvtR调控多种基因的表达,参与布鲁菌氮代谢、铁载体生物合成、寡肽和氨基酸转运等过程,在布鲁菌抵抗SDS和SNP杀伤和致病过程中发挥重要作用。BvrA由BAB_RS30400基因编码,包含295个氨基酸,其N端具有一个典型的DNA结合结构域,C端具有一个底物结合结构域。耐受性分析发现BvrA缺失提高了布鲁菌对多粘菌素B和SDS的敏感性。RNA-seq和EMSA等试验分析发现BvrA直接调控布鲁菌寡肽ABC转运体和三个假定小蛋白的表达;深入研究发现,BvrA调控寡肽ABC转运体和小蛋白的表达在布鲁菌获取寡肽、耐受多粘菌素B和SDS杀伤以及布鲁菌致病中发挥重要作用。LTTR8由BAB_RS24670基因编码,该基因缺失不影响布鲁菌的生长,不影响布鲁菌黏附、入侵细胞和胞内存活,也不影响布鲁菌对过氧化氢和多粘菌素B的敏感性。但小鼠感染试验分析发现LTTR8缺失能显著减弱流产布鲁菌的毒力。本研究从转录调控角度,探讨了LTTR在布鲁菌胞内存活、代谢和逃逸免疫中的作用。本研究为进一步解析布鲁菌的致病机制和弱毒疫苗株的研发提供参考。
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LsrB-like蛋白调控布鲁菌毒力的分子机制研究
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