鼠疫耶尔森菌BipA蛋白：调控杀虫素和VI型分泌系统的新型温度依赖性翻译调节因子

这篇研究揭示了鼠疫耶尔森菌（Yersinia pestis）的翻译GTP酶BipA在环境温度（26°C）下的新功能：通过直接或间接调控转录因子RovC激活VI型分泌系统（T6SS-A），同时首次证实其通过翻译水平调控杀虫素（Pst）的表达。该发现拓展了BipA作为双相温度响应调节因子的作用框架，为理解鼠疫菌在跳蚤-哺乳动物双宿主适应性进化提供了分子机制。

　　

BipA：鼠疫耶尔森菌的双温相调控枢纽

ABSTRACT

鼠疫耶尔森菌作为引发腺鼠疫、败血性鼠疫和肺鼠疫的革兰阴性杆菌，其生存策略依赖于温度依赖的基因表达调控。BipA（BPI诱导蛋白A）作为高度保守的翻译GTP酶，此前已知其在哺乳动物宿主中调控毒力因子，而最新研究发现其在26°C环境温度下通过多重机制协调细菌适应性。

BipA调控Y. pestis的T6SS表达

蛋白质组学分析显示，BipA缺失导致26°C培养时T6SS-A基因簇（YPO0499-YPO0516）的9个核心组分表达显著下调。该基因簇与近缘种假结核耶尔森菌（Y. pseudotuberculosis）的T6SS4高度同源，但功能存在分化：尽管假结核菌中T6SS4参与氧化应激抵抗，鼠疫菌的T6SS-A在H₂O₂刺激下未见诱导，提示物种特异性功能演化。

RovC：BipA调控网络的关键中介

紧邻T6SS-A基因座的YPO0498被鉴定为转录调控因子RovC，其表达在ΔbipA菌株中降低5.5倍。qRT-PCR证实BipA通过上调rovC转录间接激活T6SS-A，但调控层级复杂：部分T6SS组分（如tssC、hcp）表达显著受抑，而tssM保持稳定，暗示存在辅助调控通路。这种级联调控与假结核菌中CsrA-RovC-T6SS4信号轴形成有趣对比。

BipA对杀虫素的翻译水平调控

Western blot首次证实BipA促进Pst（39 kDa）蛋白合成而不影响pst转录。值得注意的是，Pst作为靶向FyuA受体的胞壁质酶，其活性依赖质粒pPCP1编码的免疫蛋白Pim。这一发现将BipA与经典的细菌素竞争机制联系起来，但ΔbipA菌株在竞争实验中的缺陷远超Δpst菌株，提示存在未知效应分子。

跨宿主适应的竞争优势

荧光标记竞争实验显示，ΔbipA菌株在24小时共培养中存活率较野生型下降3-5倍。令人意外的是，ΔT6SS-A菌株未表现竞争缺陷，且pst缺失仅部分重现表型。蛋白质组学数据指向其他候选因子：NADPH氧化还原酶MdaB和膜蛋白YiaF在ΔbipA中同步下调，二者在其它病原体中涉及氧化应激抵抗和生物膜维持。

DISCUSSION

BipA展现出从翻译调控到转录激活的多层次作用：在环境相中，它通过RovC-T6SS轴和Pst双重机制增强细菌竞争力；在37°C哺乳宿主中则调控毒力相关表面蛋白。这种温度依赖性功能分化可能反映了鼠疫菌从肠道病原体向双宿主专性病原体的进化轨迹。未来研究将聚焦BipA感应环境信号的分子开关（如ppGpp、膜应激）及其在跳蚤中肠生物膜形成中的作用。

METHODS

研究采用CO92菌株的pgm^?和pCD1^?衍生突变体，通过λ-Red重组构建基因缺失。定量蛋白质组学采用LC-MS/MS分析，竞争实验以RFP标记菌株为示踪。Pst抗体通过重组蛋白免疫大鼠制备，Western blot以GroEL为内参。所有统计均通过GraphPad Prism完成，显著性阈值设为P < 0.05。

这项研究为理解鼠疫菌环境存活策略提供了新视角，BipA作为"温度感应-应激响应-竞争适应"的核心枢纽，或成为干预传播链的潜在靶点。