Shewanella oneidensis鞭毛系統的二級調控及鞭毛突變株影響菌落形態(tài)的分子機制.pdf

1、鞭毛是細菌重要的運動器官，探索它的組裝和調控對理解細胞適應環(huán)境的分子機制有著深刻的意義。它是由多個結構亞基組成的高度保守的復合體，表達裝配受到嚴格的調控。即使如此，現在在極性鞭毛系統的多拷貝組分（如鞭毛絲和定子）中發(fā)現各種變異。因此這些特征相對于鞭毛的保守性來說是次要的。但是我們在研究過程中發(fā)現鞭毛調控模式的差異甚至也存在于經典的核心區(qū)域。Shewanella oneidensis中FlrBC對鞭毛合成和鞭毛絲蛋白表達的調控
　　

2、雖然二元調控系統FlrBC在極性鞭毛細菌如Vibrio cholerae中通過調控Ⅲ級基因的表達直接控制鞭毛的合成和運動性，但是在S.oneidensis中同源的FlrBC對運動性卻是非必需的。研究表明雖然這個系統仍然受到σ54和一級調控蛋白FlrA的調控，但是flrB和flrC的同時缺失會導致運動性增大，并且對下游基因的表達影響并不局限在傳統調控等級的三級基因中。我們從△flrBC運動性表型和鞭毛絲蛋白表達量變化之間的聯系推測出兩種鞭

3、毛絲蛋白FlaA和FlaB的在整個鞭毛組成中的配比最終決定了菌體的運動性大小，這也得到了一系列實驗證實。另外，進一步研究表明FlrBC缺失引起的超級運動性表型是由FlaB的高表達引起的。
　　FlrC對S.oneidensis鞭毛數量和定位及其它方面的影響
　　FlrC的過量表達導致細胞生出側生多鞭毛，這種表型與flhG的表達量減少無關，FlhG是在多種菌中控制鞭毛定位的一個蛋白。與以前報道的FlrC同源物的調控機制不同，它

4、有可能是在非磷酸化狀態(tài)下直接結合到啟動子區(qū)激活鞭毛絲基因flaA的轉錄。通過轉座子突變篩選技術，我們發(fā)現另外一種雜合激酶SO4002的缺失對△flrBC的超級運動性具有累加效應，這表明它有可能也有磷酸化FlrC的潛力。此外，在實驗過程中還發(fā)現flrBC的缺失對接合效率有一定影響。胞外蛋白在S.oneidensis無鞭毛突變體菌落形態(tài)轉變中的作用
　　在此，我們發(fā)現一種以前未報道過的菌落褶皺形態(tài)形成的機制。在瓊脂平板上細菌可以形成平

5、滑或者褶皺兩種形態(tài)。一般情況下，平滑到褶皺形態(tài)的轉變是由胞外多糖(EPS)的過表達引起。我們的研究發(fā)現，S.oneidensis無鞭毛突變株呈現褶皺型，但是當無運動性的鞭毛絲存在時突變體仍然表現為平滑型。在這兩種狀態(tài)中，EPS的含量基本相同，但是褶皺型突變體的胞外蛋白含量明顯減少。利用轉座子突變篩選出可將fliD（編碼帽子蛋白）突變體褶皺表型轉變?yōu)槠交偷牟迦胪蛔?，這些突變體的胞外蛋白含量恢復到野生型和平滑菌落突變體的水平。進一步研究發(fā)