致病杆菌中新型T3SS效应蛋白XopA在共生和致病中的功能研究
批准号:
32070090
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
胡胜标
依托单位:
学科分类:
微生物与环境互作
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡胜标
中文摘要
Ⅲ型分泌系统在多种G-细菌与宿主相互作用中扮演重要角色。通过异源表达来自发光杆菌的Ⅲ型分泌系统合成基因簇,课题组从致病杆菌中鉴定到一种新型T3SS效应蛋白——XopA,与副溶血弧菌中的III型效应蛋白VopA具有30.6%的相似性;XopA蛋白在致病杆菌中普遍存在,而与致病杆菌近源发光杆菌中均不存在。本项目拟研究XopA效应蛋白的细胞毒性、对细胞自噬的诱导作用、对MAPK和NF-κB信号通路的抑制作用;体内、体外研究鞭毛运输装置对XopA蛋白的分泌情况;研究XopA蛋白对共生菌与线虫共生行为、对昆虫致病能力的影响。本研究将阐明XopA蛋白的作用机制,掌握T3SS在细菌与宿主相互作用中的功能及作用机制,进一步揭示昆虫病原线虫共生菌与宿主相互作用的分子机制,为更好利用昆虫病原线虫共生菌进行生物防治提供理论依据;同时,本研究有望为T3SS分泌装置和鞭毛运输装置功能互补性、进化同源性提供证据。
英文摘要
The type III secretion system plays an important role in the interaction between various G-bacteria and host. Through heterologous expression of T3SS synthetic gene cluster from Photorhabdus luminescens, a new type of T3SS effector protein, XopA, which was 30.6% similar to the T3SS effector protein VopA in Vibrio parahaemolyticus, was identified from Xenorhabdus stockiae. XopA effector was commonly found in Xenorhabdus bacteria, but not in the Photorhabdus bacteria which was closely related to Xenorhabdus. This project aims to study the cytotoxicity of XopA effector, the induction of autophagy, the inhibition of MAPK and NF-κB signaling pathway. The secretion of XopA protein via flagellum transport device will be studied in vivo and in vitro. The effects of XopA protein on symbiotic behavior between symbiotic bacteria and nematodes and the pathogenicity against insects will then be evaluated. This study will clarify the mechanism of XopA protein, better grasp the function and mechanism of T3SS in the interaction between bacteria and host, further reveal the molecular mechanism of the interaction between entomopathogenic nematode symbiont and host, and provide theoretical basis for better use of entomopathogenic nematode symbiont for biological control. Meanwhile, this study is expected to provide evidence for the functional complementarity and evolutionary homology for T3SS secretion device and flagellum transport device.
昆虫病原线虫共生菌(ENS)是一类极具生防潜力的共生细菌,包括致病杆菌和发光杆菌两个种属,被认为是替代苏云金芽胞杆菌最具潜力的新一代生物杀虫剂。三型分泌系统(T3SS)是革兰氏阴性菌中普遍存在的一种毒力系统,广泛参与病原菌对宿主的感染与致病过程。本项目对 T3SS与鞭毛 在 ENS 中的功能、致病杆菌HN_xs01中新型效应蛋白XopA蛋白进行了研究。本研究将发光杆菌 TT01 的 T3SS 基因簇整合至 HN_xs01 的基因组。与原始菌HN_xs01相比 ,工程菌株 HN_xs01-T3SS 的最大生物量减少,但在昆虫宿主内的定殖存活能力显著提高。HN_xs01-T3SS能够成功向 HeLa 细胞递送效应蛋白 LopT ,证明 HN_xs01-T3SS 中的 T3SS 能够功能性合成。胞内蛋白质组学分析表明,T3SS的表达会影响 HN_xs01 的多种代谢产物的合成过程。鞭毛系统失活使ENS运动能力和生物膜形成能力显著下降。同时,T3SS 与鞭毛系统在 HN_xs01 与 HeLa 细胞的对接、HeLa 细胞的侵袭以及在 ENS 的体内定殖过程中发挥重要作用。 ENS 中鞭毛、T3SS、T6SS 之间也存在串扰调控。XopA通过T3SS分泌至真核细胞内且与定位于细胞膜,免疫共沉淀及质谱技术分析表明XopA结合蛋白主要为骨架蛋白和热休克蛋白HSP 90-β。MTT实验及细胞划痕实验表明XopA蛋白抑制HeLa细胞的增殖及迁移。Western blot、免疫荧光以及透射电镜分析证实,XopA 能够诱导HeLa 和 HEK-293T 细胞发生自噬和凋亡,且细胞凋亡对细胞自噬存在单向级联调控。XopA蛋白第158位半胱氨酸是其发挥细胞毒性及诱导细胞凋亡的关键氨基酸位点,转录组学与乙酰化修饰蛋白质组学分析表明,XopA 可通过改变转录或翻译调节因子的乙酰化修饰水平来改变宿主的整体转录与翻译水平,并靶向调节宿主的信号传导,抑制宿主细胞的炎症症反应与全局响应。此外,XopA 对细胞进程具有推动作用,且能显著抑制 HeLa 细胞胞外囊泡的形成与分泌。本项目明确了T3SS与鞭毛在 ENS 感染与共生过程中的功能,解析了致病杆菌中首个效应蛋白XopA的毒力特征与作用模式,为后续 T3SS效应子的机制研究提供了新的理论基础与研究策略。
昆虫病原线虫共生菌中Ⅲ型分泌系统效应因子鉴定与功能研究
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批准号:2018JJ1014
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2018
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负责人:胡胜标
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依托单位:
致病杆菌中SrfABC三元复合毒素的生物活性及作用机理研究
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批准号:31570125
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项目类别:面上项目
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资助金额:68.0万元
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批准年份:2015
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负责人:胡胜标
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依托单位:
荧光假单胞菌沉默基因簇的激活表达及其合成产物活性研究
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批准号:31200004
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2012
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负责人:胡胜标
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依托单位:
国内基金
海外基金