孤儿反应调节蛋白Org1在杀鱼爱德华氏菌适应宿主胞内环境过程中的调控机制研究

Edwardsiella piscicida is a common marine fish pathogen that can survive and replicate in host tissue cells, but the mechanism of adaptation to the host intracellular environment has not yet been elucidated. Previous work found that under the stimulation of the kidney cells contents of half-smooth tongue sole, the expression of the orphan response regulator Org1 was significantly up-regulated in E. piscicida, but the function and regulatory pathway of Org1 was not clear. Based on this discovery, this project will study the function of Org1 during the infection and colonization of E. piscicida , and find out the key response factor of Org1. Based on org1-deleted mutant and the key response factors, transcriptomics will be performed to further reveal the signal transduction pathway of Org1. The results will improve the understanding of the two-component system of E. piscicida, deepen the understanding of the mechanism of adaptation of E. piscicida to the host intracellular environment, and benefit the control of the fish edwardsiellosis.

杀鱼爱德华氏菌（Edwardsiella piscicida）是一种常见的海水鱼类病原菌，可在宿主组织细胞内存活并复制，但目前该菌对宿主细胞内环境的适应机制尚未阐述清楚。前期工作发现，在半滑舌鳎前肾细胞内容物的刺激下，杀鱼爱德华氏菌的双组份信号转导系统元件—孤儿反应调节蛋白Org1表达显著上调，但Org1的功能及调控通路尚不明确。本项目将在前期研究的基础上，研究Org1对杀鱼爱德华氏菌侵染及定殖宿主细胞的影响，找出Org1响应的关键环境因子信号，分析在org1缺失和关键环境因子的刺激下，杀鱼爱德华氏菌的基因表达模式，阐明Org1的信号转导通路。本项目的研究成果将完善对于杀鱼爱德华氏菌双组份系统的认知，深化对杀鱼爱德华氏菌适应宿主胞内环境机制的理解，并为鱼类杀鱼爱德华氏菌病的防控提供理论指导。

孤儿反应调节蛋白Org1广泛存在爱德华氏菌属细菌中，但目前功能仍未知。本项目利用蛋白质组筛选到一个受到鱼细胞内容物刺激的杀鱼爱德华氏菌双组份信号转导系统元件Org1，并深入研究了Org1对于杀鱼爱德华氏菌侵染宿主、生理特征以及环境响应等方面的影响。构建了杀鱼爱德华氏菌org1基因缺失突变株TX01Δorg1和回补株TX01Δorg1/org1，发现TX01Δorg1的运动能力下降，对宿主的侵染、致死能力以及在宿主细胞内复制的能力也显著性降低。同时发现， TX01Δorg1与野生株的多种生理特征，如不同pH和盐度生长、不同有机物利用及产酶等表现相同，但在不同温度生长以及不同宿主胞内碳源因子趋化方面存在差异。进一步，利用转录组学，发现了org1基因对于杀鱼爱德华氏菌菌毛相关基因有显著调控作用。在本项目中我们首次揭示了新颖的孤儿反应调节蛋白Org1在参与杀鱼爱德华氏菌侵染宿主及适应宿主胞内环境的过程中的重要作用，明确了Org1对宿主胞内环境因子的响应，在分子水平上阐明了org1基因对杀鱼爱德华氏菌的调控作用。研究结果对我们深入理解杀鱼爱德华氏菌适应宿主体内环境的机制，以及开展经济鱼类病害免疫防控的研究具有重要指导作用。