作者：张艺蓓 摄影：邹倩
近日，我校重口调教
、生物反应器工程全国重点实验室王启要教授课题组联合南方科技大学周晓辉教授等团队在病原菌信号转导调控致病机制研究方面取得重要进展。相关成果以“Direct sensing of host ferric iron by an archetype histidine kinase mediates virulence of an enteric pathogen”为题，发表于国际权威综合性期刊《美国科重口调教院报》(PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences)。
副溶血弧菌（Vibrio parahaemolyticus）是一种典型的食源性肠道病原菌，其致病能力依赖于双组分系统感知宿主肠道内复杂环境，适时调控毒力基因表达，控制与在宿主体内定植相关的生物被膜形成等过程用以逃逸宿主免疫清除作用。然而，关于其通过特异性双组分系统的信号传导过程影响致病力的分子机制仍有待深入研究。
研究团队首次发现该菌的双组分系统EnvZ/OmpR除了感知渗透压，还具有感知三价铁离子（Fe³⁺）的特殊能力。通过系统的分子生物学实验，研究人员证实EnvZ蛋白的周质结构域能够特异性识别并结合Fe³⁺，这一过程依赖于关键氨基酸位点—103位谷氨酰胺 (Q103)。EnvZ铁离子结合触发其自磷酸化，进而激活下游OmpR相关调控网络，最终协调细菌的生物被膜形成、运动能力和毒力表达等过程。进一步，团队采用多组学联用策略，通过RNA-seq与ChIP-seq分析，绘制了EnvZ/OmpR调控网络的完整图谱。研究发现，外膜蛋白编码基因ompN的表达受铁信号严格调控，在envZ缺失菌株中表达量骤降21倍。进一步实验证实，ompN是调控生物被膜形成的关键效应分子。
动物感染实验为这一发现提供了有力证据。在新生兔感染模型中，研究人员观察到富铁环境显著促进副溶血弧菌的肠道定植和生物被膜形成；而使用铁螯合剂处理可明显减轻组织病理损伤。这些发现不仅揭示了铁离子感知机制在细菌致病过程中的核心作用，更为抗感染治疗提供了新的干预靶点。
该研究首次报道了EnvZ从经典的渗透压传感器进化为铁离子探测器的分子机制，展现了病原体信号通路的高度可塑性。针对这一新发现开发铁感知抑制剂，有望为应对日益严峻的耐药菌感染问题提供创新解决方案。
我校重口调教
张艺蓓讲师为该论文第一作者，重口调教
王启要教授、南方科技大学周晓辉教授和河南科技大学郭荣显讲师为共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金等项目资助。
论文链接：//doi.org/10.1073/pnas.2507874122