中文摘要：

环二鸟苷(c-di-GMP)是新发现的细菌第二信使，它对媒介病原菌生命周期及致病过程中的作用尚未明确。莱姆病媒介病原体伯氏疏螺旋体基因组只有一个单拷贝二鸟苷酸环化酶基因rrp1，负责c-di-GMP的合成。我们构建了Rrp1突变菌株，并发现该突变株尽管保持了对哺乳动物的感染性，但不能在蜱载体中存活。基因芯片分析表明，Rrp1 控制与甘油运输和代谢有关的一个四基因操纵子bb0240-bb0243的表达。因此，我们提出如下假说甘油代谢途径对莱姆病菌在蜱虫中存活至关重要。即莱姆病螺旋体进入蜱后，开始表达Rrp1并合成c-di-GMP，进而启动甘油代谢途径，使其在蜱中得以存活。我们拟构建bb0240-bb0243突变型菌株，以便明确甘油代谢途径对rrp1突变株表型的影响，并阐明c-di-GMP对莱姆病螺旋体在蜱虫中存活的作用及其分子机制，为有效防治莱姆病提供依据。

结论摘要：

伯氏疏螺旋体是引起莱姆病的病原菌，其生命周期包括哺乳动物和蜱虫两种宿主，这就使得该菌必须利用有限的基因编码系统对外界环境的变化进行应答。Rrp1是一种二鸟苷酸环化酶，负责第二信使c-di-GMP的合成。rrp1基因敲除实验表明c-di-GMP并不是B. burgdorferi 感染哺乳动物必需的，但rrp1 敲除菌无法从小鼠感染蜱虫，所以c-di-GMP对于完成Borrelia完整的生命循环周期是必需的。rrp1敲除菌株的基因转录组分析表明，rrp1的缺失影响了多个B. burgdorferi基因的表达，包括甘油代谢转运操纵子glpFKD。我们发现，c-di-GMP受体PlzA和另外一个全局性调控蛋白BadR在c-di-GMP对甘油代谢途径的调控中起着关键的作用，而甘油是Borrelia在蜱虫中生存时最重要的碳源， c-di-GMP缺陷型菌株中甘油代谢的缺陷是其不能在蜱中存活的最重要原因之一。此外，我们还发现PlzA是一个多功能蛋白，与细菌的运动、趋化和毒力有关。c-di-GMP参与了细胞多种生理功能的调控，但是目前也只有甘油代谢的调控机理被阐明，我们对c-di-GMP 在Borrelia细菌致病过程中的作用和分子机制仍然有待进一步深入。此外，在本项目的资助下，我们也开展了相关领域的研究，拓宽了研究领域，获得了创新性的成果，包括另外一种第二信使c-di-AMP对B. burgdorferi致病性的机理研究，金属离子对B. burgdorferi毒力因子的调控等。