周质蛋白操纵子调控食源性空肠弯曲菌生物膜形成的机制研究

Campylobacter jejuni is an important food-borne pathogen. Biofilm formation is one of the main reasons for widespreading and the persistent contamination of C. jejuni during food production process. Therefore, study on regulation mechanism of C. jejuni biofilm formation is important for guaranteeing food safety. We previously identified that the existence of periplasmic proteins A/B/C operon is one of the major differences between 120 strong and weak biofilm formation strains via comparative genomic studies. However, the function of this operon in regulation of biofilm formation is still unknown. With this study, we intend to perform: 1. To analyze the function of periplasmic proteins A/B/C operon in the biofilm formation process via mutation of target genes and corresponding complementation, and gene expression analysis; 2. To identify dynamic protein interaction network of periplasmic protein operon A/B/C using specific tag labeled target protein and co-immunoprecipitation methods; 3. To confirm the interaction between potential interacting proteins and periplasmic A/B/C operon using bacterial adenylate cyclase two-hybrid system; with combination of mutation of target genes and corresponding complementation, we will illustrate the function of interaction patterns during biofilm formation. This project will elucidate the molecular mechanism of periplasmic protein operon A/B/C during biofilm formation and prospective achievements will be of great theoretical significance for biological control of food-borne C. jejuni during food production.

空肠弯曲菌是一种重要的食源性致病菌，生物膜的形成是其广泛传播并持续污染食品生产过程的主要因素。因此，研究空肠弯曲菌生物膜形成调控机制对保障食品安全具有重要意义。本团队前期利用比较基因组学发现，在120株强弱成膜菌株间存在周质蛋白操纵子A/B/C编码基因的有/无差异，但此操纵子如何调控生物膜形成仍有待阐明。因此，本项目拟开展：1.利用基因突变、突变回复及基因表达情况分析，解析周质蛋白操纵子A/B/C在生物膜形成过程中的功能；2.针对特异标签标记的周质蛋白进行免疫共沉淀，研究周质蛋白操纵子A/B/C的动态蛋白质互作网络；3.利用细菌双杂交体系，结合基因突变及突变回复，检验潜在互作蛋白质与周质蛋白操纵子A/B/C互作关系及其在生物膜形成过程中的功能。本项目的开展将阐明周质蛋白操纵子A/B/C调控食源性空肠弯曲菌生物膜形成的分子机制，预期成果对食品生产过程中空肠弯曲菌的防控具有重要理论意义。

空肠弯曲菌是一种重要的食源性致病菌，生物膜的形成是其广泛传播并持续污染食品生产过程的主要因素。因此，研究空肠弯曲菌生物膜形成调控机制对保障食品安全具有重要意义。本项目前期利用全基因组关联分析（GWAS）筛选到一个生物膜形成负相关的周质蛋白操纵子A/B/C。本项目研究发现该操纵子A/B/C可能通过在生物膜形成早期抑制鞭毛相关基因表达、影响菌株的初始定植从而影响生物膜的形成；通过外源表达并添加蛋白B能显著抑制空肠弯曲菌生物膜的形成。通过pull-down实验，挖掘出约有92个蛋白能与蛋白B进行互作，并构建了相应的蛋白质互作网络。利用RT-qPCR验证发现蛋白B可能在生物膜形成前期通过影响LuxS、运动相关及趋化性相关基因，从而抑制生物膜的形成。本项目解析了一个新的操纵子的功能，并初步阐明其发挥作用的方式，丰富了空肠弯曲菌生物膜形成的调控网络。同时，本项目中发现外源添加周质蛋白B可以作为潜在的空肠弯曲菌生物膜形成抑制剂，未来可应用于相关食品产业链中空肠弯曲菌的防控，降低空肠弯曲菌在食品相关产业链的污染水平。

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