近日,山东大学微生物技术国家重点实验室刘双江团队毕双玉教授在mBio杂志上在线发表题为“The dCache Domain of the Chemoreceptor Tlp1 in Campylobacter jejuni Binds and Triggers Chemotaxis Towards Formate”的研究论文。微生物技术国家重点实验室硕士研究生段晶晶、博士研究生赵琪为并列第一作者,毕双玉教授为论文通讯作者,微生物技术国家重点实验室为第一完成单位和通讯作者单位。刘双江教授也参与指导了该工作。
为了适应宿主肠道环境,细菌进化出一套特定的传感机制来感应环境中的刺激信号,而细菌对刺激信号的识别并产生感应的行为之一是化学趋向性(趋化性)。趋化性作为空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)的毒力因子,在该菌定植宿主肠道的过程中起着重要作用。然而,目前对于能够与趋化受体结合并促进趋化行为的信号分子还了解甚少,其中能够与空肠弯曲菌dCache型趋化受体Tlp1结合并被感知的配体分子尚未发现。与此同时,趋化受体配体分子的筛选工作也存在许多困难。
该研究首次发展了基于构建空肠弯曲菌与大肠杆菌趋化受体的杂交受体Tlp1-Tar的配体筛选新方法,并成功筛选出dCache型趋化受体Tlp1的潜在配体分子甲酸。利用胞外实验验证了Tlp1与甲酸的直接结合,并通过计算和突变实验确定了甲酸与Tlp1的结合模式。这是关于dCache型趋化受体结合甲酸的首次报道。在此基础上,利用微流控技术确定了趋化受体Tlp1介导空肠弯曲菌对甲酸的正趋化响应,并进一步探究了Tlp1趋化甲酸对于该菌生长的促进作用。该研究阐明了空肠弯曲菌趋化感应甲酸的作用机制和生理功能,并将有助于进一步研究趋化性在肠道微生物-宿主相作中的作用。同时,基于杂交受体的配体筛选方法可为其它微生物趋化受体配体的发掘提供普适性的方法支持。
图功能性杂交受体Tlp1-Tar的设计与构建
此项研究工作由山东大学微生物技术国家重点实验室、山东大学齐鲁医院、中国海洋大学相关学者合作完成,得到了国家自然科学基金面上项目、山东大学“齐鲁青年学者”建设经费的资助。山东大学生命环境研究公共技术平台为该工作提供了重要技术支持。
文章链接:https://journals.asm.org/eprint/PMUAA3WTRSRNIIU2DZDA/full