布鲁氏菌LuxS/AI-2型密度感应系统的构建及其调控机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31572546
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    65.0万
  • 负责人：
    韩先干
  • 依托单位：
    中国农业科学院上海兽医研究所
  • 学科分类：
    C1803.兽医细菌及其他微生物学
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Brucellosis is a zoonotic disease, which becomes much more serious than ever. The LuxS/AI-2 quorum sensing (QS) system involves production of Autoinducer-2 (AI-2) in bacteria. AI-2 plays important roles in regulation physiological function in bacteria. Our previous researches showed that Brucella abortus lacks LuxS/AI-2 quorum sensing, but can utilize exogenous AI-2 from bacteria, which belong to host microbiota. However, the regulation mechanism of LuxS/AI-2 quorum sensing is still not clear in Brucella abortus. This study include: 1) Construction of LuxS/AI-2 quorum sensing system in Brucella abortus. 2) Evaluation the roles of LuxS/AI-2 quorum sensing system in Brucella abortus pathogenicity. 3) Study the regulation mechanism of LuxS/AI-2 quorum sensing system in Brucella abortus. This study will benefit for elucidation regulation mechanism of LuxS/AI-2 quorum sensing system, and also promote future prevention and control strategies against Brucella abortus infection.
布鲁氏菌病是重要的人畜共患病，近年来该病的人、畜疫情在世界范围内持续增长。存在于革兰氏阴性和阳性菌中的LuxS/AI-2型密度感应(Quorum Sensing)系统，可产生用于细菌种间交流的通用信号分子AI-2，AI-2参与对细菌多种功能的调控。申请者前期研究表明，虽然布鲁氏菌不存在该系统，不产生AI-2，但布鲁氏菌在感染宿主的过程中会和宿主体内外的微生物菌群(microbiota)发生相互作用，而菌群中的许多细菌可以产生AI-2，这些AI-2在布鲁氏菌致病过程中的作用目前没有相关研究。因此，本研究通过3方面研究：1)构建布鲁氏菌LuxS/AI-2型密度感应系统；2)评价该系统对布鲁氏菌致病性的影响；3)研究该系统对布鲁氏菌的胞内存活机制、感染细胞凋亡通路和活性氧(ROS)产生的调控机制，阐明该系统在布鲁氏菌感染过程中的作用机制，可为从群体角度研究布鲁氏菌的致病机理和防控技术提供新思路。

结项摘要

本项目通过构建布鲁菌LuxS/AI-2型密度感应系统，开展其对布鲁菌的调控作用研究。本项目发表研究论文17篇，其中SCI论文9篇；获得授权专利1项；在全国性学术会议上作大会报告4次；参加国际会议1次；毕业硕士研究生3名，在读研究生2名，2名博士晋升副研究员，获得上海浦东新区科技进步三等奖1项，2017年入选上海闵行领军人才。完成了项目申请书的研究内容和考核指标,相关研究成果如下:.1）建立了优化了AI-2 检测的方法，对布鲁菌的AI-2检测结果表明，布鲁菌不产生AI-2信号分子，布鲁菌中存在pfs基因和半胱氨酸水解酶SahH基因，但缺少luxS基因，布鲁菌采用的是SahH型甲硫氨酸代谢通路。.2) 构建了用于布鲁菌基因功能研究的pTM系列质粒载体，以本项目构建的pGH-6×His为表达载体，成功构建含禽致病性大肠杆菌luxS基因的互补质粒pGH-luxS，转化布鲁菌后，成功构建了布鲁菌LuxS/AI-2群体感应系统。.3）构建了布鲁菌pfs缺失株，通过转录组测序筛选到受pfs调控的差异基因和非编码RNA（ncRNA），主要参与半胱氨酸、甲硫氨酸代谢通路和氨基酸生物合成通路。.4）对布鲁菌半胱氨酸水解酶SahH在甲硫氨酸循环中的催化活性及其活性位点研究表明，SahH可催化SAH产生同型半胱氨酸，SahH第444位丝氨酸为其可能的磷酸化位点，第337位和338位氨基酸为其活性位点。.5) LuxS/AI-2型群体感应系统对布鲁菌在感染巨噬细胞内存活、ROS产生、炎症因子产生具有重要调控作用。布鲁菌互补外源性的luxS基因后，能显著升高巨噬细胞内的ROS（p<0.05），炎症因子TNF-α和IL-1β的产生水平（p<0.05）。明确了布鲁菌感染巨噬细胞后主要通过激活TLR4，以MyD88依赖的途径发挥抗菌作用；完成了布鲁菌LuxS/AI-2调控通路对小鼠生殖系统的影响研究。.本研究通过开展luxS/AI-2型群体感应系统对布鲁菌调控的研究，可为从细菌群体角度为布鲁菌病防控提供新思路。

项目成果

期刊论文数量（17）
专著数量（0）
科研奖励数量（2）
会议论文数量（3）
专利数量（1）
LsrB-based and temperature-dependent identification of bacterial AI-2 receptor.
基于 LsrB 和温度依赖性的细菌 AI-2 受体鉴定
  • DOI：
    10.1186/s13568-017-0486-y
  • 发表时间：
    2017-10-10
  • 期刊：
    AMB Express
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Zhang Y;Qi K;Jing Y;Zuo J;Hu J;Lv X;Chen Z;Mi R;Huang Y;Yu S;Han X
  • 通讯作者：
    Han X
Melatonin Reduces Androgen Production and Upregulates Heme Oxygenase-1 Expression in Granulosa Cells from PCOS Patients with Hypoestrogenia and Hyperandrogenia
褪黑激素减少雄激素产生并上调患有低雌激素和高雄激素的 PCOS 患者颗粒细胞中血红素加氧酶 1 的表达
  • DOI：
    10.1155/2019/8218650
  • 发表时间：
    2019-10-20
  • 期刊：
    OXIDATIVE MEDICINE AND CELLULAR LONGEVITY
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yu, Kun;Wang, Rong-Xiang;Deng, Shou-Long
  • 通讯作者：
    Deng, Shou-Long
A novel homozygous variant in NLRP5 is associate with human early embryonic arrest in a consanguineous Chinese family
NLRP5 中的一个新的纯合变异与中国近亲家庭中人类早期胚胎停滞有关
  • DOI：
    10.1111/cge.13744
  • 发表时间：
    2020-04-16
  • 期刊：
    CLINICAL GENETICS
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Xu, Yao;Qian, Ying;Sun, Lihua
  • 通讯作者：
    Sun, Lihua
禽致病性大肠杆菌luxS和rbsC双基因缺失株的构建及生物特性分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    中国动物传染病学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    涂春田;左佳坤;蒋蔚;陈兆国;米荣升;黄燕;韩先干;汪洋
  • 通讯作者：
    汪洋
酰基高丝氨酸内脂合成酶LasI对禽致病性大肠杆菌生物学特性的影响
  • DOI：
    10.13344/j.microbiol.china.190127
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    微生物学通报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王志豪;左佳坤;蒋蔚;黄燕;米荣升;陈兆国;祁克宗;韩先干
  • 通讯作者：
    韩先干

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其他文献

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  • 通讯作者：
    韩先干
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    游艳敏;米荣升;黄燕;杨衡;贾海燕;张烨华;张晓丽;刘辉;韩先干;陈兆国
  • 通讯作者：
    陈兆国

其他文献

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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