金黄色葡萄球菌agr群体感应系统对Sa3int温和噬菌体生命周期的影响机制研究

本研究揭示了金黄色葡萄球菌agr群体感应系统通过调控Sa3int噬菌体?13的吸附和溶原化过程影响其生命周期。研究人员发现诱导性AIPsa促进噬菌体整合并抑制成熟噬菌体释放，而抑制性AIPhy无此效应。该发现为理解细菌-噬菌体互作及病原体适应性进化提供了新视角。

　　

金黄色葡萄球菌作为重要的人类致病菌，其致病性与携带的温和噬菌体密切相关。其中Sa3int噬菌体家族能编码人类特异性免疫逃逸因子，并存在于96%的人类分离株中，通过整合到β-溶血素基因hlb中调控宿主适应性。然而，这种噬菌体如何在宿主群体密度变化时调控其生命周期仍不清楚。群体感应(QS)系统作为细菌感知环境的关键机制，在噬菌体裂解-溶原决定中的作用日益受到关注，但具体调控机制尚未阐明。

中国农业大学的研究团队在《The Microbe》发表的研究中，以Sa3int噬菌体?13为模型，系统探究了金黄色葡萄球菌agr QS系统对噬菌体生命周期的影响。研究采用合成诱导肽AIP_sa和抑制肽AIP_hy处理，结合噬菌体吸附实验、qPCR检测、转录组分析和蛋白质结构预测等技术，揭示了agr系统通过非经典途径调控噬菌体行为的新机制。

3.1 agr诱导增强噬菌体吸附与溶原化

实验显示AIP_sa处理使噬菌体?13kan^R对宿主TB4菌株的吸附率显著提高，溶原化频率增加3倍。通过构建WTA糖基化突变体，证实α-GlcNAc修饰抑制噬菌体吸附，而β-GlcNAc修饰促进吸附，这与agr抑制tarM表达导致的α-GlcNAc减少直接相关。

3.2 agr抑制噬菌体自发释放

在携带?13kan^R前噬菌体的溶原菌中，AIP_sa处理使噬菌体释放量降低50%。值得注意的是，qPCR检测发现agr不影响前噬菌体从染色体切除的频率，且对cI-mor开关调控的裂解-溶原决定无影响，提示agr作用于切除后的成熟过程。

3.3 转录组揭示关键结构基因调控

RNA-seq分析发现AIP_sa处理特异性下调噬菌体尾部终止蛋白基因ANKJAIME_01827（log₂FC=-0.63）。AlphaFold结构预测显示该蛋白与λ噬菌体尾部终止器高度相似，其表达抑制可能阻碍噬菌体颗粒组装。

这项研究首次阐明agr系统通过双重机制调控Sa3int噬菌体：在低密度时促进噬菌体吸附和溶原化，在高密度时抑制成熟噬菌体释放。这种"推拉式"调控使金黄色葡萄球菌能动态平衡噬菌体携带的毒力获益与裂解风险，为理解病原体适应性进化提供了新范式。发现的结构基因ANKJAIME_01827可能成为干预噬菌体成熟的新靶点，对开发抗感染策略具有重要启示。研究还提示环境信号可能通过agr影响噬菌体介导的基因水平转移，这对医院感染防控具有潜在指导价值。