肺炎克雷伯菌全局转录因子调控网络的系统解析与关键毒力耐药因子鉴定

《Nature Communications》：Topology and evolution of global transcriptional regulatory networks across the Klebsiella pneumoniae pan-genome

　　

摘要

肺炎克雷伯菌（KP）是一种全球性病原菌，但其毒力与抗生素耐药性背后的调控机制尚不清楚。在本研究中，我们在临床分离株CR-HvKP4中表征了370个转录因子（TFs）及其结合谱，并构建了全局基因调控网络。利用拓扑分析方法，我们鉴定并验证了关键的毒力与抗生素耐药性调控因子。时间序列转录组分析揭示了一种高度简化的调控效率：超过88%的转录因子在生长阶段中维持稳态表达，中间层转录因子表现出优先高水平表达，以处理调控信号。此外，我们对2059株肺炎克雷伯菌的泛基因组研究发现，转录因子具有高度保守性，且在不同序列类型内存在明显的地理分布模式。最后，我们开发了一种预测模型，能够准确映射独立肺炎克雷伯菌菌株的转录调控。综上所述，我们在两个生长阶段鉴定了25个关键转录因子和4个转录因子调控子，并特别突出了VmrR（RS15210），其缺失显著减弱了在小鼠肺部的毒力。