中文摘要：

铜绿假单胞菌是人类条件致病菌，III型蛋白分泌系统（TTSS）是其编码的最重要致病因子。TTSS在细菌表面形成针状分泌结构，将毒力因子直接注入宿主细胞引起损伤。TTSS表达受环境控制，包括与宿主细胞接触和低钙两类信号，但具体机制尚不清楚。我们在研究中发现，低钙必须与TTSS分泌因子（TSF）同时存在才能发挥作用，TSF是一类钙结合蛋白，能够与TTSS分泌器组分PopN特异结合。据此我们提出一个假说，即TTSS分泌器端部可能存在由PopN和其它组分形成的帽子结构（CAP），阻止TTSS的分泌；在低钙环境下，TSF与PopN结合而激活TTSS的分泌。本项目拟通过实验对该假说进行验证确定CAP蛋白复合物的组成；阐明低钙在TTSS诱导中的作用；研究针对CAP复合物的抗体在感染中的保护作用。本项目结果将进一步阐明TTSS激活机制，对于预防和治疗铜绿假单胞菌感染具有重要指导意义。

结论摘要：

铜绿假单胞菌是一种重要的人类条件致病菌，III型蛋白分泌系统(T3SS)是其一个重要的毒力因子，在其引起宿主急性感染过程中发挥着重要的作用。本项目旨在研究T3SS相关基因的表达调控机制。在项目执行期间，我们进行了以下几方面的研究1）suhB对铜绿假单胞菌毒力因子表达的调控机制，发现suhB通过影响ExsA的翻译而正调控T3SS，通过GacA-RsmY/RsmZ通路正调控T3SS,负调控T6SS和生物被膜；SuhB通过与核糖体结合调节核糖体在PA5471.1 mRNA的停顿，从而影响了铜绿假单胞菌对氨基糖苷类抗生素的抗性；2）PrtR的内稳态调节铜绿假单胞菌的致病性及对环丙沙星的抗性，PrtR通过自我抑制维持一个相对稳定的水平，这保证铜绿假单胞菌在感染宿主过程中高水平表达T3SS，同时对抗生素及宿主免疫细胞产生的活性氧压力产生抗性；3）在研究铜绿假单胞菌相关基因调控机制的过程中，我们发现了一个利用III型分泌系统注入到宿主细胞中的新的毒力蛋白NDK。NDK通过I型分泌系统分泌到细菌的外部，借助于III型分泌系统注入到宿主细胞中。在宿主细胞中表达的NDK表现出毒力作用，同时该毒力作用与NDK的激酶活性无关；4）利用III型分泌系统向哺乳动物细胞中注入TALEN蛋白，TALEN蛋白能够成功的定位到细胞核中，并对细胞核内的靶DNA进行特异性剪切。进一步地，我们将该系统成功地应用于向鼠胚胎干细胞，人胚胎干细胞和人诱导多能干细胞中注入TALEN蛋白来对这些细胞的基因进行编辑。该方法能够有效地回避外源DNA向哺乳动物干细胞中引入的风险，同时能够有效地对哺乳动物干细胞染色体进行高效的切割。5）利用铜绿假单胞菌T3SS成功地将Gata4, Mef2c 和Tbx5注入到鼠胚胎干细胞，并正确定位到细胞核中，半衰期为5.5小时，最终成功地指导胚胎干细胞分化为心肌细胞，效率高达60%。6）受邀撰写了核糖体“停顿”和“救援”对基因调控的影响。