鼠疫菌基因调控网络重塑及毒力进化

鼠疫菌曾经给人类造成了深重灾难；目前，仍威胁着人类健康和社会稳定。该菌在从假结核菌祖先演化而来的进程中，基因调控网络的重塑对鼠疫菌的宿主适应和毒力发挥着不可取代的作用。本研究针对鼠疫菌进化中毒力相关基因调控网络的重塑及其在该菌致病机制中的作用开展研究，敲除关键的毒力相关转录调控子基因后，通过生物和动物实验分析各突变株的生化、代谢和毒力表型；通过比较转录组分析，鉴定各调控子的调控元，并进一步用引物延伸、凝胶阻滞、LacZ报告基因融合、DNase I足迹等鉴定各调控子调控的精细分子机制；通过比较研究典型的对人致病和非典型的对人不致病的鼠疫菌及其祖先假结核菌（三者属于鼠疫菌进化的三大分枝）中重要调控子直接调控的毒力相关基因的差异，探究鼠疫菌的宿主适应力和致病力是如何演化而来的，为认识该菌致病机制及其进化奠定理论基础。该研究将为我们认识致病菌的演化和所致疾病的科学防治奠定理论基础。

本研究采用“Top-Down”的研究策略。敲除所有编码鼠疫菌整体调控子的基因，通过平板褶皱实验、结晶紫半定量检测实验、线虫虫卵发育实验、小鼠毒力等表型实验验证各调控子的功能。通过比较转录组分析、比较蛋白质组分析、LacZ融合实验、引物延伸、凝胶阻滞、DNase I 足迹等实验技术，研究明显影响鼠疫菌生物膜或毒力表型的整体调控子所控制的调控元，并深入探究各调控子是如何直接调控各靶基因。最后，构建与鼠疫菌生物膜和毒力相关基因调控网络。本研究的完成为了解鼠疫菌传播机理和预防控制奠定理论基础。