柑橘黃單胞菌是導(dǎo)致柑橘潰瘍病的細(xì)菌，柑橘潰瘍病是一種在全球范圍內(nèi)對(duì)檸檬和橘子樹造成嚴(yán)重破壞的疾病，它擁有一種名副其實(shí)的武器庫，可以克服與其他細(xì)菌物種的持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)，并抵御變形蟲等天敵。

盡管柑橘潰瘍病已經(jīng)造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失，但柑橘潰瘍病菌在環(huán)境中持續(xù)存在的能力仍然知之甚少。然而，在巴西進(jìn)行的一項(xiàng)新研究完善了對(duì)基因表達(dá)的科學(xué)認(rèn)識(shí)，該基因表達(dá)調(diào)節(jié)細(xì)菌對(duì)天敵的防御機(jī)制- 這可能有助于制定對(duì)抗受感染植物的害蟲的策略。

坎皮納斯州立大學(xué)生物學(xué)研究所(IB-UNICAMP)和圣保羅大學(xué)化學(xué)研究所(IQ-USP)的研究人員已經(jīng)證明了X. citri用于變形蟲的一種先前未知的機(jī)制，變形蟲是細(xì)菌選擇性壓力的主要來源。自然環(huán)境。

該研究表明，該機(jī)制存在于一種稱為T6SS(VI型分泌系統(tǒng))的蛋白質(zhì)分泌系統(tǒng)中，該系統(tǒng)存在于幾種細(xì)菌中，但現(xiàn)在僅在X. citri中表征。它基本上是通過細(xì)菌包膜注入變形蟲的蛋白質(zhì)復(fù)合物。

“X. citri有幾種分泌系統(tǒng)。我們研究的是一種收縮機(jī)器，通過細(xì)菌細(xì)胞膜突出并將毒素或蛋白質(zhì)分泌到靶細(xì)胞中，在這種情況下是變形蟲，”Cristina Alvarez-Martinez說。 ，IB-UNICAMP的研究員，以及發(fā)表在環(huán)境微生物學(xué)雜志上的一篇文章的共同作者。

信號(hào)通路

除了證明該機(jī)制用于對(duì)盤基網(wǎng)柄菌(Doetyostelium discoideum)的抗性外，研究人員還發(fā)現(xiàn)了一種新的信號(hào)通路，可控制分泌系統(tǒng)基因在與變形蟲接觸時(shí)的表達(dá)。盡管在其他環(huán)境細(xì)菌的基因組中也發(fā)現(xiàn)了信號(hào)傳導(dǎo)途徑，但這是第一次在柑橘潰瘍病中進(jìn)行研究。

“該論文描述了一種新的調(diào)節(jié)基因表達(dá)的機(jī)制，也被其他細(xì)菌用于自然環(huán)境中，”Alvarez-Martinez說。

研究人員發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)的易位以細(xì)菌控制的方式發(fā)生。“在論文中，我們證明了這種細(xì)菌通過我們發(fā)現(xiàn)的這種新的信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制誘導(dǎo)T6SS基因的轉(zhuǎn)錄以產(chǎn)生分泌通道。信號(hào)機(jī)制被激活以響應(yīng)與變形蟲的接觸，”Alvarez-Martinez說。

遺傳誘導(dǎo)的脆弱性

該細(xì)菌的基因組于2001年通過FAPESP的基因組程序進(jìn)行測(cè)序，后來能夠定位編碼T6SS分泌機(jī)制的基因。因此，研究人員能夠通過基因改造細(xì)菌，從而停止生產(chǎn)T6SS。

該研究比較了兩種細(xì)菌菌株：一種沒有T6SS基因的突變菌株和一種沒有遺傳修飾的野生型菌株。結(jié)論是變形蟲D. discoideum在野生型菌株上更有效地進(jìn)食。

“當(dāng)這些基因被移除后，細(xì)菌停止產(chǎn)生分泌系統(tǒng)，”Alvarez-Martinez解釋說。“我們從比較中看到，野生型菌株對(duì)變形蟲的耐藥性顯著提高，并且比沒有分泌系統(tǒng)的突變菌株存活得更好。我們成功地證明了這對(duì)于柑橘潰瘍病菌的存活至關(guān)重要。”

兵工廠

根據(jù)Alvarez-Martinez的研究，該研究證實(shí)，X。citri擁有一系列按分泌系統(tǒng)家族分類的機(jī)制，以抵御環(huán)境競(jìng)爭(zhēng)者的攻擊。

“這些系統(tǒng)中有許多已經(jīng)被研究過了。例如，細(xì)菌的T3SS或III型分泌系統(tǒng)與其毒力直接相關(guān)。如果該系統(tǒng)被淘汰，它就不會(huì)引起柑橘潰瘍病。它的T4SS參與了這項(xiàng)任務(wù)。消除與其競(jìng)爭(zhēng)空間和營養(yǎng)物質(zhì)的其他細(xì)菌種類。我們正在研究的T6SS作為與掠食者糾紛的抵抗機(jī)制，在這種情況下，變形蟲，“FAPESP支持的研究人員說。

需要更多的研究來徹底了解X. citri和D. discoideum之間的爭(zhēng)議。“我們論文中提出的假設(shè)之一是變形蟲可能是細(xì)菌的一種儲(chǔ)存.X。citri可以殺死變形蟲或在其內(nèi)部繁殖。我們現(xiàn)在要想知道的是這兩種微生物之間的關(guān)系是如何成立，“她說。

無論這個(gè)假設(shè)是否得到證實(shí)，有一點(diǎn)是肯定的：最近發(fā)現(xiàn)的分泌系統(tǒng)會(huì)增加細(xì)菌的抵抗力。這可能會(huì)對(duì)其在土壤和柑橘類植物葉片中的持久性產(chǎn)生強(qiáng)烈影響。

“我們?cè)搅私饧?xì)菌抵御逆境的機(jī)制，就越容易設(shè)計(jì)防止柑橘潰瘍病蔓延的方法和手段。將來，我們對(duì)T6SS的理解可以幫助我們思考一種形式的干預(yù)以阻止柑橘潰瘍病在田間發(fā)展，并為我們對(duì)X. citri的生物學(xué)的理解作出重大貢獻(xiàn)，“Alvarez-Martinez說。