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南开大学科研团队在病原微生物进化机制领域取得重要进展
来源: 南开大学新闻网发稿时间:2022-11-23 09:10

  南开新闻网讯(通讯员 刘斌)南开大学在病原微生物进化机制和溯源分析领域具有传统优势。近日,我校科研团队又揭示了重要肠道病原微生物——肠出血性大肠杆菌(EHEC)O157:H7进化过程中的一个重要机制。发现该病原菌在进化中通过获得一个独特的双组份调控系统(RbfSR),形成了感应宿主大肠内由肠道菌群产生的维生素B2、进而提高其致病性的能力。同时,研究结果提示其它EHEC菌株可能在未来进化中通过获得rbfSR形成高致病性菌株,从而产生潜在的公共卫生风险。该成果于11月22日在线发表在国际知名学术期刊PNAS(《美国国家科学院院刊》)。

图:EHECO157:H7通过感知肠道菌群产生的维生素B2,提高其在肠道中的致病性的分子机制

  EHEC是最常见的人类肠道病原菌之一,可引起出血性肠炎、溶血性尿毒综合症等严重疾病,严重威胁人类健康,已成为全球性的公共卫生问题之一。因此,深入研究EHEC进化机理和致病机制,进而寻找针对EHEC感染的有效治疗和防控方法一直是微生物学领域的研究热点之一。而其中解析EHEC如何获得特异性识别其在肠道内的感染位点(大肠)、进而精确启动致病基因表达的能力的研究近年来更是受到广泛关注。

  研究团队通过大量比较基因组、比较转录组分析和生物学实验,发现EHEC中致病性最强的血清型O157:H7在进化早期获得了一个独特的双组份调控系统(RbfSR)并一直保存至今;RbfSR使EHEC O157:H7能够感应宿主大肠内由肠道菌群产生的维生素B2,进而位点特异性地激活其关键致病因子的表达,从而提高细菌致病性。这些结果表明,获得rbfSR是高致病性O157:H7进化形成中的一个关键步骤。此外,团队发现当其它EHEC菌株获得rbfSR后,其致病能力会显著提高;由于肠道细菌之间的DNA横向转移非常频繁,这一潜在的公共卫生风险应受到重点关注。该工作进一步丰富和完善了人们对于肠道病原微生物进化规律和致病机制的认识和理解。

  该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划(批准号:31820103002,32130003,31770144,81871624,32070130,32100144,2018YFA0901000)等项目的资助。我校王磊教授为论文的通讯作者,刘斌教授为论文的第一兼共同通讯作者,刘郁涛博士后为论文的共同第一作者,朱思伟教授为论文的共同作者。

  论文成果链接:www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2212436119

编辑:乔仁铭

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