生物技术进展 ›› 2020, Vol. 10 ›› Issue (1): 80-89.DOI: 10.19586/j.2095-2341.2019.0053
游佳,桂哲,谢志雄*
YOU Jia, GUI Zhe, XIE Zhixiong
摘要: 细菌致病因子是细菌毒性的重要部分。Gac系统是细菌的一种全局性调控系统,调控着细菌多种毒性因子的产生。在前期研究中,首次从武汉东湖水域分离得到一株具备高产铁载体能力的革兰氏阴性菌——东湖假单胞菌(Pseudomonas donghuensis)HYS菌株。为了探索Gac系统对于HYS毒性的影响,首先通过氨基酸序列BlastP比对以定位HYS中Gac系统GacS蛋白的位置,经生物信息学分析,确定了HYS中存在Gac系统;再将来源于P. donghuensis HYS和铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)PAO1的gacS片段分别通过基因克隆回补至HYS的gacS基因敲除株ΔgacS中,并将获得的菌株喂食秀丽隐杆线虫,通过比较线虫的生存数量和生存天数来判断菌株毒性的强弱。结果表明,ΔgacS菌株毒性明显减弱,而2株回补菌株对线虫的毒性均有不同程度的恢复,说明HYS中的Gac系统参与了毒性调控途径,且P. aeruginosa PAO1的gacS片段也能在HYS中发挥一定的毒性调控作用。为了进一步探索ΔgacS菌株的减毒特性是否与HYS中毒力因子的丧失有关,利用脱脂牛奶平板检测菌株胞外蛋白酶的活性,并利用泳动运动平板、群集运动平板、蹭行运动平板检测菌株的运动能力,同时还对脂多糖、氢氰酸等代谢产物进行了检测。结果表明,相比于HYS,ΔgacS菌株的蛋白酶分泌完全消失,且3种运动能力相比HYS均显著下降(P<0.05)。此外,ΔgacS菌株的胞外脂多糖与氢氰酸的产量相比野生型HYS菌株也有不同程度的下降。而这些毒力因子表型在回补菌株ΔgacS/pBBR2-gacSHYS中均可恢复至野生型水平,且回补PAO1的同源gacS基因甚至可在一定程度上回补gacS的正调控毒性物质的功能。研究表明,潜在的动物致病菌——P. donghuensis HYS通过Gac系统正调控产生毒性因子,从而发挥对秀丽隐杆线虫的致死效应,这为将来生物体抵御HYS感染提供了理论基础。