沙门氏菌膜重塑关键调控因子Sep的发现及其在食品加工多胁迫抗性中的分子机制

本研究首次揭示了沙门氏菌(Salmonella enterica)中GntR家族转录调控因子Sep（YieP同源物）通过调控环丙烷脂肪酸合成酶(cfa)表达介导膜脂重塑，进而赋予菌株耐热(55°C)、耐干燥(30% RH)、耐渗透(10% NaCl)和抗氧化(5% H2O2)等多重胁迫抗性的分子机制，为食品链中沙门氏菌防控提供了新靶点。

　　

Highlight

沙门氏菌Sep同源物协调食品分离株的膜重塑与多重胁迫抗性

主要发现

• Sep缺失显著削弱沙门氏菌对热(55°C)、干燥(30% RH)、高渗(10% NaCl)和氧化(5% H₂O₂)胁迫的抗性

• Δsep突变体表现出生物被膜形成缺陷、抗生素敏感性增加及膜电位异常

• 脂肪酸谱分析显示环丙烷脂肪酸缺失和不饱和脂肪酸积累

• 转录组分析揭示cfa基因下调及rpoE/osmY/katG等胁迫响应基因上调

• 质粒回补sep可恢复所有表型至野生型水平

讨论

作为食源性致病菌的首要代表，沙门氏菌(Salmonella enterica)在食品加工过程中的存活高度依赖于其强大的胁迫适应机制。研究首次证明Sep通过调控膜脂质重构在多重胁迫响应中发挥核心作用：该GntR家族转录因子通过抑制小RNA rydC间接上调环丙烷脂肪酸合成酶(Cfa)表达，促进膜刚性化以抵抗酸胁迫；同时协调σ^E(RpoE)等应激调节因子激活膜修复系统。这种双轨调控机制解释了sep缺失株为何同时出现脂肪酸谱紊乱(cfa依赖途径)和氧化应激基因(katG等)异常激活(RpoE依赖途径)的表型。特别值得注意的是，Sep介导的交叉保护效应使沙门氏菌能依次抵抗干燥-加热等复合加工胁迫，这为解释其在低水分食品中的持久存活提供了分子基础。

结论

本研究系统阐明了Sep作为沙门氏菌膜稳态核心调控因子的多重功能：(1)通过cfa-rydC轴调控膜脂环丙烷化；(2)整合RpoE等应激信号通路；(3)介导交叉保护效应提升多胁迫抗性。这些发现不仅拓展了对GntR家族调控网络的认识，更重要的是为开发针对食品加工链中沙门氏菌的新型干预策略（如Sep抑制剂联合热加工）提供了理论依据。