病原菌以感染宿主为使命，在感染过程中需要抵抗宿主强大的防御系统。在病原菌和宿主的“军备”竞赛中，病原菌通过基因水平转移获取III型和VI型分泌系统(T3/T6SS)等毒力岛，增强自身，完善自我。而细菌对水平转移获得的基因会进行严谨调控。近日，我校生物工程学院王启要教授课题组在杀鱼爱德华氏菌毒力调控机制取得新进展，相关研究成果以“Xenogeneic nucleoid-associated EnrR thwarts H-NS silencing of bacterial virulence with unique DNA binding”为题，于近日发表在知名的生物与分子学学术期刊Nucleic Acids Research。
细菌基因组中水平转移获得的T3/T6SS所在基因簇是典型的基因岛，因其具有高AT的特征被类组蛋白H-NS特异性识别并抑制转录。去除H-NS的阻遏作用是病原菌在宿主体内完成系统性感染所必需。该研究通过转座子插入测序发现位于基因岛的EnrR是杀鱼爱德华氏菌在宿主体内定植所必需，EnrR激活爱德华氏菌和沙门氏菌的T3/T6SS表达。多种实验证明，EnrR能识别富含AT的基因序列，驱逐结合在关键毒力调控因子EsrB编码基因启动子上的H-NS，调控细菌多种生理活动。该研究解析了EnrR单体和EnrR-DNA复合物结构，揭示EnrR识别高AT含量DNA的机制，证明EnrR依赖其N-末端与DNA小沟互作并驱逐H-NS，从而激活毒力因子的表达(图1)。由于EnrR本身也是水平转移获得的基因，该研究发现了一种新型的细菌核结合蛋白EnrR，阐明EnrR通过结合高AT的DNA序列来驱逐H-NS从而激活毒力基因表达的新机制。该机制在肠杆菌科细菌中非常保守，并且也是杀鱼爱德华氏菌和不编码该蛋白的鳗爱德华氏菌毒力调控机制和遗传进化的主要差别(图2)，从而为开发高效病原菌防控手段开发提供理论指导。
图片说明：EnrR通过其C-端与DNA大沟和N-末端与临近DNA链小沟结合
图片说明：爱德华氏菌中EnrR通过去阻遏H-NS并激活T3/T6SS毒力基因表达和毒力进化
我校生物工程学院博士研究生马瑞青(已毕业)、博士研究生刘亚博和复旦大学甘建华教授为该论文共同第一作者，王启要教授为该论文的通讯作者。研究工作得到生物工程学院张元兴教授和刘琴教授的大力支持，并获得国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划和现代农业产业技术体系等项目的资助。
原文链接：https://academic.oup.com/nar/advance-article-abstract/doi/10.1093/nar/gkac180/ 6553122
