近日🧝‍♂️，EON体育4平台💠、微生物代謝國家重點實驗室董濤團隊揭示了環境因素決定細菌在VI型蛋白質分泌系統（T6SS）介導的競爭中的生存機製。相關研究成果以“Abiotic factors modulate interspecies competition mediated by the type VI secretion system effectors in Vibrio cholerae”為題發表於Nature旗下微生物生態學頂級期刊the ISME Journal❤️‍。EON体育4平台2019級碩士研究生唐明暄為第一作者🥿，董濤研究員為通訊作者。在自然環境和宿主環境不斷變化的過程中🧖🏿‍♂️，微生物需要感知和調節自身適應外界環境的變化。本文基於董濤團隊2020年在Nature Microbiology上提出的細菌非特異性保護機製🚨，闡述了環境因素可以通過影響T6SS效應蛋白的活性和受體細胞的非特異性保護機製👰🏻‍♂️✷，決定細胞在T6SS競爭中的生死存亡👨‍👩‍👧。通俗的講，大家最常用的培養基也可能會讓細菌經歷生死考驗🐰。

圖1. 環境因素和非特異性防禦系統共同介導了細菌在T6SS競爭中存亡

微生物幾乎存在於地球上所有的生態位中🤶🏿，大到宏觀的地球碳氮元素循環🫷🏽，小到每個個體的疾病與健康，微生物在這些過程中都起著至關重要的作用。在復雜的微生物群落中，為了生存和獲取競爭優勢，細菌進化出了許多強有力的競爭工具🍾。細菌的T6SS就是這樣一種能夠介導細菌與細菌、宿主、和外界環境相互作用的工具。T6SS可以將多種毒素蛋白直接註射到受體細胞內，殺傷包括原核和真核細胞在內的多種細胞類型🧛。這些毒素蛋白的作用和功能決定了T6SS的功能和生物學意義💟。然而在實驗室條件下，部分毒素蛋白沒有表型，這阻礙了對它們功能的研究👩‍👩‍👦‍👦。

在本研究中發現🕵🏼‍♀️，不同來源的LB固體培養基等環境因素顯著影響了霍亂弧菌中T6SS效應蛋白的殺傷效果。培養基中鎂離子和鈣離子成分以及培養溫度決定了不同效應蛋白對細菌的殺菌效果。通過遺傳和轉錄組分析等手段👨‍🦲，本研究闡明了鎂離子Mg2+響應的PhoPQ雙組分調控系統在大腸桿菌中起著重要的保護作用（圖1）。霍亂弧菌存在於離子含量豐富的水體環境中👩‍🦯，可以通過被汙染的水源或食物進入到人體腸道內🌶。本研究發現二價陽離子顯著增強了霍亂弧菌中毒素蛋白的殺菌活性🧼，意味著在自然和宿主環境中💌，T6SS可能有著實驗室條件下檢測不到的殺菌作用和功能。

本研究也揭示了細菌可以感受培養過程中的細微變化。雖然這些變化可能在大部分時間是EON体育4平台無法察覺的🫸🏻，但是在特定條件下可能會使得細菌面臨生死的考驗。這些發現在宏觀上也有重要的意義。全球氣候變化正在顯著的改變海水裏的酸度和離子水平，環境變化可能通過本研究所揭示的方式來對海洋中弧菌等多種微生物競爭能力和群落組成產生影響，繼而從最底端影響到整個生態鏈。

圖2. 細菌具有感應各種環境因素細微變化的能力。

該研究獲國家重點研發計劃（2020YFA0907200）和國家自然科學基金委（31770082，32030001）等支持。

文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41396-022-01228-5;