衣原体III型分泌系统结构的低温电镜研究

Chlamedia can cause a variety diseases of human and animal. Type III secretion system (T3SS) is a specialized protein-export system with the ability of injecting virulence inducing proteins into host cells, which plays an important role in the process of pathogens’ infection. Here, cryo-electron tomography and ET-average will be applied to rebuild a T3SS-like structure of Chlamydia at different status. The structure of Chlamydia T3SS will provide important information for the prevention of Chlamedia

衣原体可引起人和动物多种疾病。III型分泌系统是革兰氏阴性致病菌的一种特殊的蛋白分泌装置， 能直接向宿主细胞分泌毒力蛋白，在致病菌的致病过程中起着至关重要的作用。衣原体III型分泌系统对衣原体入侵宿主细胞、衣原体的生存有关键作用。本研究拟采用冷冻电子断层扫描三维重构技术、ET-average等技术，对不同阶段、不同状态的衣原体的III型分泌系统进行原位三维结构研究，解析分析不同状态下衣原体的III型分泌系统的变化，研究结果将为衣原体疾病防治策略提供信息。

本研究通过常规电镜制样、高压快速冷冻-冷冻替换、直接投入冷冻等多种制样技术，对不同状态的沙眼衣原体、衣原体感染的宿主McCoy细胞进行样品制备，并通过常规电镜、冷冻电镜断层成像三维重构技术等技术，对沙眼衣原体及其入侵宿主细胞的过程进行了原位三维重构。并结合subtomogram-average技术，对沙眼衣原体三型分泌系统（Type III secretion system, T3SS）进行原位结构解析。.研究获得了游离状态、入侵宿主细胞状态以及感染宿主细胞后产生的包涵体内的沙眼衣原体的原位三维结构。结果表明三种状态下的衣原体均有T3SS，在包涵体内的T3SS与包涵体膜发生作用。并且捕获了衣原体从靠近宿主细胞到慢慢被宿主细胞膜包裹，直至进入宿主的过程。对T3SS在游离和与宿主细胞膜接触两种状态下的原位三维结构进行了比较，发现与宿主膜接触后，T3SS各大小、直径和结构发生了变化，基体的中间管道从实心变成中空状态，并在宿主膜上形成了一个转运通道。两种状态的T3SS上均有与外膜接触的特殊结构。.衣原体可引起人和动物多种疾病。III型分泌系统是革兰氏阴性致病菌的一种特殊的蛋白分泌装置，能直接向宿主细胞分泌毒力蛋白，在致病菌的致病过程中起着至关重要的作用。本研究结果可为衣原体所引起的疾病防控策略提供直观信息。