霍乱弧菌Dps依赖的非游动性突变增强宿主的适应性

　　

2023年3月16日，我院刘智教授团队与北京大学基础医学院刘小云教授团队，在国际期刊《PLoS Pathogens》发表题为《Dps-dependent in vivo mutation enhances long-term host adaptation in Vibrio cholerae》的合作成果，揭示霍乱弧菌Dps依赖的非游动性突变适应宿主环境的新策略。

在长期感染过程中，病原菌与宿主的共进化是其适应宿主环境并与人类共存的主要策略。宿主产生的活性氧（ROS）能迅速导致病原菌细胞膜损害和DNA损伤，直接杀死病原体或产生基因突变。霍乱弧菌是最古老的肠道致病菌之一，已经进化出应对ROS的精细调控机制。

Dps是一种重要抗氧化胁迫的细胞周期蛋白，其表达高度依赖于细菌的生长阶段，在指数期下调，稳定期上调。Dps表达增强可以抵抗ROS造成的DNA损伤，但过量表达也可以封存铁，使铁离子依赖的酶失活，抑制细菌生长，这意味着Dps对抗氧化胁迫有一个精细的动态平衡。本研究表明，当Dps的数量减少时，细菌可以通过产生非游动性突变株，这些突变株有着更强的抗ROS能力和宿主适应性。进一步研究发现非游动性突变株突变热点基因的敲除株?flrA，?flrC和?rpoN增强成年小鼠定殖，与细菌中的甲硫氨酸代谢通路相关。这些结果表明霍乱弧菌可能通过产生非游动性相关突变株来增强宿主的适应性。

本文结果可以部分解释在海地-尼泊尔霍乱爆发地区人类身上分离出非游动性霍乱弧菌流行株的现象，有利于在未来的流行病学中解释霍乱流行株的遗传变异。

刘智教授团队长期从事霍乱弧菌在宿主体内定殖的分子机制研究，近年来，分别阐明了高频突变（PLOS Pathogens,2018），小分子H2S信号调控（PLOS Pathogens,2021），以及毒力调控因子AphB 亚硝基化修饰（PLOS Pathogens,2022），对霍乱弧菌体内适应性的分子机制。华中科技大学生命学院刘智教授，北京大学刘小云教授为本论文的共同通讯作者，华中科技大学生命科学与技术学院为第一通讯单位。华中科技大学生命学院博士生罗美和陈国忠为该论文共同第一作者。本研究受到国家自然科学基金项目支持（81572050,31770132）。

文章链接：https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1011250