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在水产养殖中，伪鰕虎鱼假单胞菌（Pseudomonas plecoglossicida）引发的疾病造成重大经济损失。研究人员探究 LexA 调控该菌毒力基因表达的分子机制，发现 36 个下游毒力基因及 3 个关键结合基序，证实 HtpG 等的协同作用，为病害防控提供理论基础。
在水产养殖业蓬勃发展的今天，却面临着诸多挑战。其中，病害问题尤为突出，严重制约着产业的可持续发展。就拿我国沿海重要经济鱼类大黄鱼来说，其养殖规模不断扩大，但频繁爆发的各种疾病让养殖户们苦不堪言。“内脏白点病” 就是一种极具杀伤力的疾病，它的罪魁祸首是伪鰕虎鱼假单胞菌（
Pseudomonas plecoglossicida）。这种病菌不仅能感染大黄鱼，还能侵害甜鱼、彩虹鳟等多种水产养殖品种，每年给我国水产养殖业带来的经济损失高达数亿元。
此前，人们对 LexA 蛋白的认知主要停留在它作为 DNA 修复基因转录抑制因子的层面，认为它在大肠杆菌等细菌中主要参与 SOS 反应（一种 DNA 损伤后的修复机制） 。然而，近年来的研究发现，LexA 的功能远不止于此，它还涉足细菌致病性、抗生素抗性以及环境响应等多个领域。在伪鰕虎鱼假单胞菌中，LexA 是否也参与了毒力基因的调控？如果是，它又是如何发挥作用的呢？这些问题就像一团迷雾，笼罩在科研人员的心头，亟待解开。
为了驱散这团迷雾，来自集美大学的研究人员勇挑重担，开展了一项深入的研究。他们围绕 LexA 调控伪鰕虎鱼假单胞菌毒力基因表达的分子机制展开探索，最终取得了一系列令人瞩目的成果。这些成果发表在《Current Research in Microbial Sciences》杂志上，为我们理解细菌致病机制和防控相关疾病提供了新的视角和理论依据。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。他们通过序列比对和同源建模分析蛋白结构；构建突变菌株、进行人工感染实验以探究基因功能；利用转录组测序（RNA-seq）和染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）筛选相关基因和结合位点；借助共免疫沉淀（Co-IP）和质谱技术（MS）鉴定相互作用蛋白。
研究结果主要体现在以下几个方面：
- 结构与功能分析：对伪鰕虎鱼假单胞菌 LexA 二聚体进行结构分析，发现其自切割位点保守，结构特征暗示它可能作为转录因子调控基因表达，但与其他病原体 LexA 蛋白的氨基酸组成存在差异，这意味着其调控机制或许不同。
- 环境应激对 LexA 的影响：使用丝裂霉素 C（Mitomycin C）及多种环境应激因素处理细菌，通过 qRT-PCR 和 Western blot 检测发现，不同应激条件显著影响lexA基因转录水平和 LexA 蛋白丰度，表明 LexA 参与多种环境应激反应。
- LexA 对毒力的调控作用：构建lexA基因敲除突变株，经检测验证成功后进行多项实验。结果显示，突变株生长不受影响，但毒力增强，生物膜形成、运动性、细胞内存活和免疫逃逸能力均显著提升，表明 LexA 在调控毒力因子方面至关重要。
- 转录调控机制：对野生型和敲除株进行转录组测序，分析差异表达基因的功能和富集通路，发现它们与生物膜形成、鞭毛组装等毒力相关过程密切相关，揭示了 LexA 调控毒力的分子途径。
- 结合基序与下游基因：ChIP-seq 分析确定 LexA 的结合位点，鉴定出 3 个独特的结合基序，与大肠杆菌的 LexA 结合序列不同。通过多种实验验证了 LexA 对含有这些基序的下游毒力基因的调控作用。
- 相互作用蛋白鉴定：Co-IP-MS 实验发现 LexA 与 RecA、HtpG 相互作用，分子动力学模拟和分子对接进一步证实 LexA 与 HtpG 的相互作用，暗示它们在调控毒力基因表达中的协同作用。
- RecA 和 HtpG 的作用：Co-IP 分析和体外实验表明，RecA 能催化 LexA 的切割和降解，HtpG 促进这一过程，且 HtpG 沉默影响下游毒力基因启动子活性，证实它们对 LexA 及毒力基因表达的调控作用。
研究结论和讨论部分指出，LexA 在细菌应对环境压力和调控毒力方面发挥着核心作用。它不仅参与多种环境应激反应，帮助细菌适应不同环境，还通过与独特的结合基序结合，精准调控毒力基因表达，影响细菌的致病过程。此外，研究首次发现 HtpG 作为内源性辅助因子与 LexA 相互作用，协同调节毒力基因表达，这一发现为理解细菌毒力调控机制开辟了新的方向。这些研究成果对于深入了解伪鰕虎鱼假单胞菌的致病机制具有重要意义，也为开发针对该病菌的防控策略提供了理论基础，有望在未来助力水产养殖业减少病害损失，实现可持续发展。
