本研究针对鳗利斯顿氏菌(Listonella anguillarum)VI型分泌系统(T6SS)FHA结构域功能及其作用机制问题,以鳗利斯顿氏菌Lan112、FHA结构域和FHA结构域关键位点为研究对象,综合使用生物信息学、基因突变、体内过表达、免疫共沉淀、Western blotting等实验方法,研究Lan112、FHA结构域对T6SS功能的影响,分析蛋白激酶对Lan112、FHA结构域的作用,确定Lan112、fha基因的功能及作用机制;研究环境因子对Lan112、FHA结构域磷酸化和T6SS蛋白分泌的影响,评价它们在鳗利斯顿氏菌致病过中发挥的作用。本项目预期将揭示鳗利斯顿氏菌fha、Lan112基因的功能及作用机制,项目的研究成果对于病原菌致病性研究、疾病的监测和防治具有重要意义,可以为水产疾病暴发监控提供科学依据。
Listonella anguillarum;type VI secretion system;FHA domain;Serine protein kinase gene;Serine protease gene
本研究以鳗利斯顿氏菌为对象,克隆得到大小为519bp的T6SS标签基因hcp并体外表达得到Hcp蛋白,制备了大鼠抗Hcp血清,建立了检测鳗利斯顿氏菌T6SS蛋白分泌的方法。在致病性M3株中获得了Lan112基因的缺失突变株,但由于其T6SS功能失活,无法继续在M3中开展Lan112基因在T6SS中的功能研究。检测了T6SS在16株鳗利斯顿氏菌的分布,发现13株细菌含有T6SS标签基因hcp序列;检测了T6SS在上述鳗利斯顿氏菌中的功能活性,发现在鳗利斯顿氏菌L73、L74、MHK3和MHK7中Hcp蛋白表达并被分泌到细菌细胞外,推测T6SS在这4株菌中行使分泌蛋白的功能;在L62中Hcp蛋白表达,但是Hcp蛋白未被分泌到细菌细胞外,推测其T6SS受到抑制未能把Hcp蛋白输送到细胞外;在鳗利斯顿氏菌M3、SMW1、SMW5、SMW9、MHK6、LSV1和LSV7的胞内和胞外均未检测到Hcp蛋白。比较了M3和L73菌株T6SS的转录水平差别,发现T6SS基因簇及其相关基因在L73株的转录水平远远高于M3株。进而对致病性和非致病性鳗利斯顿氏菌进行全基因测序,发现在M3株与L73株都含有2套T6SS,染色体I和染色体II各有一套(T6SS-1、T6SS-2)。M3-T6SS-1与L73-T6SS-1相似性为98%;M3-T6SS-2与L73-T6SS-2相似性也为98%,但是同一株菌中的2套T6SS之间无相似性。M3与L73中hcp和vgrG基因的结构形式有差别,M3有2个hcp、5个vgrG,每个hcp各与1个vgrG基因连接,L73有3个hcp、5个vgrG,每个hcp各与1个vgrG基因相连。5个hcp的表达产物相似度在95%以上,且这些hcp基因并未与T6SS基因簇邻近。值得注意的是,在M3-T6SS-2上游发现1个转座子序列,这个转座子可能抑制了M3-T6SS-2基因簇表达,本研究前期是针对M3-T6SS-2开展工作。发现1个丝氨酸蛋白激酶基因、1个丝氨酸蛋白酶基因。利用体外表达的Hcp蛋白为抗原,制备了鱼用疫苗,使免疫鱼获得了较好保护效果。已发表EI文章1篇,发明专利授权1项。基于以上研究数据分析及实施情况,项目将继续选择具有T6SS功能活性的鳗利斯顿氏菌株,构建Lan112基因缺失突变株,结合获得的丝氨酸激酶/磷酸酶序列,阐明其功能及对T6SS功能影响。