空肠弯曲菌在不同环境压力诱导VBNC状态下的全基因组转录组分析

《BMC Microbiology》：Transcriptional dynamics during the transition from culturable to viable but non-culturable states in Campylobacter jejuni

　　

摘要

背景

空肠弯曲菌（*Campylobacter jejuni*）是一种主要的食源性细菌病原体，对全球公共卫生构成了重大挑战。在环境压力下，C. jejuni 可进入活但不可培养（VBNC，viable but non-culturable）状态，使其能够在不利条件下持续存活。尽管这一现象对细菌生存和食品安全具有重要意义，但 C. jejuni 中诱导 VBNC 状态的转录机制目前仍知之甚少。因此，本研究旨在利用全基因组基因表达谱分析，表征不同环境压力条件下 VBNC 状态诱导相关的转录改变。

方法

将 C. jejuni NCTC11168 菌株的可培养细胞分别暴露于三种压力条件下——高渗透压（7% NaCl）、低 pH（pH 4.0）和低温（4 °C）——以诱导 VBNC 状态。随后，采用 RNA 测序（RNA-Seq）分析 VBNC 状态诱导相关的转录变化，并进行基因本体注释（GO）、京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路以及 STRING 网络分析。

结果

RNA-Seq 分析显示，C. jejuni 在三种环境压力条件下的转录改变具有显著差异：低 pH 条件下转录响应最为强烈，其次为 NaCl 处理，而低温胁迫引起的改变最小。研究还发现，肽酰-tRNA 水解酶（pth）是所有压力条件下唯一一致下调的基因，提示其可能在 C. jejuni VBNC 诱导的早期阶段发挥作用。GO 分析揭示了条件特异性的功能富集，包括渗透压胁迫下广泛的胁迫应答和代谢反应，以及更多集中于 VBNC 形成相关的调控和存活过程。KEGG 通路和 STRING 网络分析进一步揭示了中心代谢、翻译及运动相关功能的协调性调节。

结论

这些发现为理解 C. jejuni VBNC 状态相关的转录景观提供了新的视角。结果表明，VBNC 状态的诱导伴随着参与蛋白质翻译、tRNA 代谢及中心代谢通路的协调性调节。这些发现还表明，转录重编程使 C. jejuni 能够在不利环境条件下进行生理适应并持续存活。

背景

空肠弯曲菌（*Campylobacter jejuni*）是一种主要的食源性细菌病原体，对全球公共卫生构成了重大挑战。在环境压力下，C. jejuni 可进入活但不可培养（VBNC）状态，使其能够在不利条件下持续存活。尽管这一现象对细菌生存和食品安全具有重要意义，但 C.jejuni 中诱导 VBNC 状态的转录机制目前仍知之甚少。因此，本研究旨在利用全基因组基因表达谱分析，表征不同环境压力条件下 VBNC 状态诱导相关的转录改变。

方法

将 C. jejuni NCTC11168 菌株的可培养细胞分别暴露于三种压力条件下——高渗透压（7% NaCl）、低 pH（pH 4.0）和低温（4 °C）——以诱导 VBNC 状态。随后，采用 RNA 测序（RNA-Seq）分析 VBNC 状态诱导相关的转录变化，并进行基因本体注释（GO）、京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路以及 STRING 网络分析。

结果

RNA-Seq 分析显示，C. jejuni 在三种环境压力条件下的转录改变具有显著差异：低 pH 条件下转录响应最为强烈，其次为 NaCl 处理，而低温胁迫引起的改变最小。研究还发现，肽酰-tRNA 水解酶（pth）是所有压力条件下唯一一致下调的基因，提示其可能在 C. jejuni VBNC 诱导的早期阶段发挥作用。GO 分析揭示了条件特异性的功能富集，包括渗透压胁迫下广泛的胁迫应答和代谢反应，以及更多集中于 VBNC 形成相关的调控和存活过程。KEGG 通路和 STRING 网络分析进一步揭示了中心代谢、翻译及运动相关功能的协调性调节。

结论

这些发现为理解 C. jejuni VBNC 状态相关的转录景观提供了新的视角。结果表明，VBNC 状态的诱导伴随着参与蛋白质翻译、tRNA 代谢及中心代谢通路的协调性调节。这些发现还表明，转录重编程使 C. jejuni 能够在不利环境条件下进行生理适应并持续存活。