一種新核相關(guān)蛋白，既能廣泛地調(diào)節(jié)基因表達(dá)又影響分歧桿菌對抗結(jié)核藥物的耐藥性

研究背景

    結(jié)核病是全球最主要的流行病之一，約有1/3人口感染結(jié)核病。據(jù)世界衛(wèi)生組織2013年的報(bào)告，2012年全球新發(fā)病例約860萬，死亡人數(shù)約130萬。我國在2012年的新發(fā)結(jié)核病例約90萬，占全球新發(fā)病例的10 %，僅次于印度。由此可見，結(jié)核病的防治是我國乃至于世界的一個(gè)重大需求。因?yàn)橹委熃Y(jié)核病時(shí)間長而病原菌-結(jié)核分枝桿菌易形成抗藥菌株，對治療結(jié)核病提出了更強(qiáng)的挑戰(zhàn)。通常來說，結(jié)核分枝桿菌要適應(yīng)宿主環(huán)境變化，需要通過調(diào)控關(guān)鍵的基因來改變其生理特征以適應(yīng)環(huán)境刺激。因此，相關(guān)調(diào)控蛋白的研究將有助于我們了解結(jié)核分枝桿菌通過怎樣的方式適應(yīng)宿主的生存環(huán)境。擬核結(jié)合蛋白作為一類細(xì)菌全局調(diào)控蛋白，在這一生理過程中發(fā)揮著非常重要的作用，如擬核結(jié)合蛋白Lsr2可以通過調(diào)控結(jié)核分枝桿菌基因，改變其生理過程以適應(yīng)宿主環(huán)境。因此，對結(jié)核分枝桿菌的擬核結(jié)合蛋白的研究，有助于了解分枝桿菌脅迫應(yīng)答機(jī)制，為結(jié)核病的防治提供理論依據(jù)。
    擬核結(jié)合蛋白( nucleoid-associated proteins，NAPs)是原核細(xì)胞體內(nèi)存在的一類結(jié)合核酸的堿性蛋白，能結(jié)合于細(xì)菌染色體形成致密的結(jié)構(gòu)，即擬核。擬核結(jié)合蛋白是細(xì)菌體內(nèi)的全局調(diào)控蛋白，在細(xì)菌DNA復(fù)制、重組修復(fù)及基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控中發(fā)揮著重要作用，與細(xì)菌的生長、藥物抗性及毒力關(guān)系非常密切。因此，擬核結(jié)合蛋白是細(xì)菌體內(nèi)的一類重要的蛋白。
     我們在分支桿菌中鑒定出一個(gè)的新的保守的擬合蛋白-NapM，雖然其在KEGG數(shù)據(jù)庫中被定義為PadR家族的轉(zhuǎn)錄因子，我們通過研究此蛋白性質(zhì)發(fā)現(xiàn)其結(jié)合DNA無序列專一性，僅依賴于DNA序列長度不同。并發(fā)現(xiàn)NapM廣泛調(diào)控基因表達(dá)，影響恥垢分枝桿菌和結(jié)核分枝桿菌對兩種抗結(jié)核藥物-利福平和乙胺丁醇的抗性。該研究中微生物定制芯片服務(wù)由上海伯豪生物技術(shù)有限公司提供。

研究路線

研究結(jié)果

1.NapM結(jié)合DNA無序列專一性，僅依賴DNA底物長度。

2.NapM能保護(hù)DNA，并定位于細(xì)菌擬核。

3.NapM影響分支桿菌對兩種抗結(jié)核藥物-利福平和乙胺丁醇的耐受能力。

4.NapM廣泛調(diào)控基因表達(dá)。

研究結(jié)論

我們的發(fā)現(xiàn)鑒定了一個(gè)新的NAP，增進(jìn)我們對NAPs與分枝桿菌抗藥性之間的關(guān)系的理解。

原文出處：
Liu Y, Wang H, Cui T, et al. NapM, a new nucleoid‐associated protein, broadly regulates gene expression and affects mycobacterial resistance to anti-tuberculosis drugs. Molecular Microbiology, 2016.