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海报多态毒素的结构见解——枯草芽孢杆菌的免疫对系统。
多态毒素是细菌战争的武器，用于限制竞争对手、帮助亲属选择和塑造细菌群落。多态毒素系统 (PTS) 在革兰氏阴性细菌中得到了充分研究，但对革兰氏阳性细菌的研究有限。在枯草芽孢杆菌中，已报道了几种毒素免疫蛋白对，包括 YeeF-YezG、YobL-Y、obK YxiD- YxxD。很少有研究描述这些毒素-免疫对的结构/机制细节。这种毒素需要 VII 型分泌系统。我们已经证明 YeeF 的 C 端结构域 (YeeF-CT) 含有具有 DNase 活性的毒素。YeeF-CT 的表达会导致大肠杆菌的生长缺陷并导致形态变化。而毒素-免疫对的共表达可恢复正常的细菌生长。在这里，我们报告了 YeeF-CT 与其同源抗毒素 YezG 结合的晶体结构，分辨率为 2.1 Å。晶体结构表明，毒素 (YeeF-CT) 在与其同源免疫蛋白 (YezG) 结合后会发生重大构象变化。比较结构分析表明，毒素的六个 β 片层（核酸酶活性所必需的）在与免疫蛋白结合后被撕裂成两个子域。这种机制不同于其他 II 型毒素-抗毒素系统，其中抗毒素的内在无序区域与毒素的活性位点结合，从而在空间上阻断其底物的结合。我们目前正在研究这种毒素-免疫蛋白对的结构指导详细表征。
巨型基因很少见，但与细胞壁降解有关掠食性细菌
在整个生命之树中，基因长度各不相同，但大多数的长度不超过几千个碱基对。最大的蛋白质经常报告是约40,000个AA真核生物滴定。甚至更大的蛋白质可能发生在快速扩展的元基因组衍生序列中，但是它们的存在可能会因组装碎片而掩盖。在这里，我们利用基因组策展来完成元基因组衍生的序列，该序列编码了高达85,804 AA的预测蛋白质。总体而言，这些发现阐明了与巨型蛋白质有关的巨大知识差距。尽管预测的蛋白质> 30,000 aa的蛋白质发生在细菌的门中，例如坚硬和静脉细菌，但它们在CA中最常见。全硝基，超小细菌，采用掠夺性生活方式。所有全长巨型基因编码众多跨膜区域，大多数编码不同的SECA死解旋酶结构域。需要在蛋白质子区域的计算机结构预测中识别未经注释的蛋白质段中的结构域，并揭示了与附着和碳水化合物降解有关的推定域。在新的完整和接近完全完整的全硝基化基因组中，许多巨型基因都与与II型分泌系统同源的基因以及碳水化合物进口系统非常接近。这与域含量结合使用，建议
非O1/non ...
摘要：非O1和非O139弧菌霍乱（NOVC）会引起人类胃肠道感染。被污染的食物，尤其是海鲜，是人类感染的重要来源。在这项研究中，从零售海鲜中分离出的63个NOVC菌株的毒力潜力在基因型和表型水平上被表征。尽管没有菌株编码霍乱毒素（CTX）和毒素调节的pilus（TCP），但包括Hlya Hymolysin，cholix Toxin CHXA，热稳定的肠毒素STN，以及针对3型和6型分泌系统编码的基因。所有菌株均表现出针对人和绵羊红细胞的溶血活性：90％（n = 57）形成强生生物膜，52％（n = 33）在37℃时高度运动，只有8％（n = 5）和14％（n = 9）可以抗拒60％和≥40％的人类血清。生物膜形成和毒素调节基因。CGMLST分析表明，来自临床NOVC菌株的海鲜簇的NOVC菌株。抗菌易感性测试（AST）导致对五种菌株的鉴定，这些菌株针对β-内酰胺类（包括青霉素，碳碳素，碳酸苯甲酸酯和头孢菌素），多酰氧蛋白，多酰氧蛋白和硫酰胺和硫酰胺的物质产生了非wildtype表型（中和耐药性）。表型抗性模式可以部分归因于在计算机分析中通过鉴定的获得的耐药性决定因素。我们的结果表明，从零售海鲜产品中分离出的分析的NOVC的毒力潜力差异，可以考虑进一步的致病性评估以及对未来海鲜监测中NOVC分离株的风险评估。
耦合CRISPR/Cas9和Lambda Red重组工程系统对鸡沙门氏菌进行基因组编辑及ssaU敲除突变体对细菌毒力的影响
摘要：发展中国家的养禽业仍然面临着鸡伤寒的巨大威胁，这种疾病由鸡沙门氏菌引起，在经济较发达国家已得到较好的控制。除了大型毒力质粒 (85 kb) 表现出的毒力外，鸡沙门氏菌致病岛 2 还通过其 III 型分泌系统 (TTSS) 在介导疾病方面发挥关键作用。TTSS 分泌效应蛋白穿过含有沙门氏菌的液泡，并通过调节囊泡通道介导细菌的内化。在本研究中，使用 CRISPR/Cas9 和 lambda 重组系统通过同源定向修复，成功从本土分离的鸡沙门氏菌基因组中删除编码 III 型分泌系统的候选毒性 ssaU 基因 (~1 kb)。基于 CRISPR/Cas9 的家禽鸡沙门氏菌基因组编辑此前尚未见报道，这可能与其遗传工具效率低下有关。这是首次展示从该细菌基因组中完全进行基于 CRISPR/Cas9 的基因删除的研究。更重要的是，采用家禽实验模型评估了该突变菌株 (∆ ssaU_ S G18) 的毒力潜力，与野生型菌株相比，该突变菌株无法在实验攻毒的鸟类中产生任何死亡率。在我们的攻毒模型中，没有观察到对体重增加的影响，而细菌无法在肠道和肝脏中定植。突变菌株体内毒力的丧失使该系统具有出色的功能，可用于开发针对这种耐药性和致病性细菌的活疫苗。
分子医学特殊中心...
真菌，寄生，细菌和病毒遗传学中的当前主题（具有可用序列数据库的新兴知识和正在进行的项目）。了解不同病原体遗传变异性的机制，以违抗宿主免疫系统。响应感染的宿主信号传导。细菌两个组件信号系统。细菌粘合剂，毒力因子。蛋白质和DNA分泌系统和致病岛。抗菌耐药性及其检测的分子基础。 临床微生物学中的分子方法。 CM603：代谢性疾病介绍的分子基础；胰岛素依赖性和独立糖尿病；肥胖和脂肪肝病；心血管疾病；神经退行性疾病，例如帕金森氏症；老化;继承的代谢障碍；代谢性疾病中的生理，氧化和硝化应激；代谢疾病的炎症和免疫力；代谢组学，代谢组分析，生物标志物和代谢疾病；在理解代谢疾病的分子基础中模拟生物和动物。 CM605：健康与疾病的核受体抗菌耐药性及其检测的分子基础。临床微生物学中的分子方法。CM603：代谢性疾病介绍的分子基础；胰岛素依赖性和独立糖尿病；肥胖和脂肪肝病；心血管疾病；神经退行性疾病，例如帕金森氏症；老化;继承的代谢障碍；代谢性疾病中的生理，氧化和硝化应激；代谢疾病的炎症和免疫力；代谢组学，代谢组分析，生物标志物和代谢疾病；在理解代谢疾病的分子基础中模拟生物和动物。CM605：健康与疾病的核受体CM605：健康与疾病的核受体
放线菌研究进展：2019 年 ActinoBase 综述
收到日期：2020 年 2 月 21 日；接受日期：2020 年 5 月 28 日；发布日期：2020 年 6 月 19 日 作者隶属关系：1 英国东英吉利大学生物科学学院，诺里奇研究园区，诺里奇，诺福克 NR4 7TJ，英国；2 英国斯特拉斯克莱德大学斯特拉斯克莱德药学和生物医学科学研究所，格拉斯哥大教堂街 161 号，G4 0RE，英国；3 英国兰开夏郡 Edge Hill 大学生物系，L39 4QP；4 英国诺里奇约翰英纳斯中心分子微生物学系，NR4 7UH。 *通讯作者：Thomas C. McLean，T.mclean@uea.ac.uk 关键词：ActinoBase；放线菌；抗生素；发展；方法学；微生物生态学；调节；特殊代谢物；链霉菌；共生。缩写：antiSMASH，抗生素和次级代谢物分析壳；ARTS，抗生素耐药性靶向搜索者；BCI，巴罗科罗拉多岛；BGC，生物合成基因簇；c-di-GMP，3'，5'-环二鸟苷酸；ChIP-seq，染色质免疫沉淀测序；DSB，双链断裂；EHEC，肠出血性大肠杆菌；EPEC，肠致病性大肠杆菌；GMC，共同进化的地理马赛克理论；GNPS，全球天然产物社会分子网络；GPA，糖肽抗生素；GPA，糖肽抗生素；HMM，隐马尔可夫模型；ISBA，放线菌生物学国际研讨会；LEE，肠细胞消除位点；MAG，宏基因组组装基因组；NRPS，非核糖体肽合成酶； PKS，聚酮合酶；RiPP，核糖体合成和翻译后修饰肽；SNP，单核苷酸多态性；TCS，双组分系统；T3SS，III 型分泌系统；WGS，全基因组测序。† 这些作者对本作品的贡献相同 000944 © 2020 作者
利用宏基因组测序分析杭州市城市饮用水的微生物群落
虽然传统的依赖培养的方法可以有效检测某些微生物，但市政饮用水 (DW) 微生物组的综合组成，包括细菌、古菌和病毒，仍然未知。宏基因组测序为准确确定和分析 DW 的整个微生物群落打开了大门，全面了解 DW 物种多样性，特别是在 COVID-19 时代的公共卫生问题背景下。在这项研究中，我们发现大多数可培养细菌和一些粪便指示菌，如大肠杆菌和铜绿假单胞菌，在所有样品中均无法使用依赖培养的方法培养。然而，宏基因组分析表明，DW 样品中的主要细菌种类属于变形菌门和浮霉菌门。值得注意的是，甲基杆菌属在所有水样中最为丰富，其次是鞘氨醇单胞菌、芽生菌和固氮螺菌。虽然检测到了低水平的毒力相关因子，例如 Esx-5 VII 型分泌系统 (T7SS) 和 DevR/S，但仅在一个样本中以低丰度鉴定出红霉素抗性基因 erm (X)，一种 rRNA 甲基转移酶。在一些样本中鉴定出了与毒力和抗性基因相对应的宿主，包括分枝杆菌属。在一些 DW 样本中发现了微量的古细菌 DNA（Euryarchaeota、Cren archaeota）。使用胶体金和实时逆转录聚合酶链反应 (RT ‒ PCR) 方法，所有 DW 样本中的轮状病毒、柯萨奇病毒、人类肠道病毒和 SARS-CoV-2 等病毒均为阴性。然而，在一些 DW 样本中发现了编码新目逆转录病毒（Ortervirales）和疱疹病毒目的 DNA。整个微生物群落的代谢途径涉及细胞间通讯和信号分泌，有助于水中不同微生物种群之间的合作。本研究利用培养依赖方法和宏基因组测序结合生物信息学工具，深入了解了 COVID-19 大流行期间中国杭州 DW 的微生物群落和代谢过程。
结核分枝杆菌激活 MDA5 RNA 传感通路促进先天免疫颠覆和病原体存活
引言结核病 (TB) 仍然是一项严重的健康挑战，仅在 2021 年全球就造成约 150 万人死亡 (1)。结核分枝杆菌 (M . tuberculosis) 具有极强的人类适应性，通过尚不完全了解的免疫破坏机制在巨噬细胞内存活。肺巨噬细胞最初吞噬结核分枝杆菌会激活由种系编码的模式识别受体 (PRR) 组成的胞浆监视途径，导致 I 型干扰素 (IFN) 和促炎细胞因子产生增加、炎症小体活化和自噬 (2–4)。我们实验室和其他实验室的研究表明，结核分枝杆菌 DNA 和分枝杆菌衍生的环状二核苷酸可激活胞浆 DNA 传感途径 (5–8)，从而驱动 I 型 IFN 的表达。虽然已经广泛研究了细胞浆病毒 RNA 在先天免疫感应中的作用，但细菌 RNA 对疾病发病机制的贡献尚不明确 (9)。最典型的 RIG-I 样受体 (RLR) 家族成员 RIG-I 和黑色素瘤分化因子 5 (MDA5) 包含一个中央 ATPase 含 DExD/H-box 解旋酶结构域和一个 C 末端阻遏物结构域，这两个结构域均参与 RNA 结合 (10, 11)。通过 RNA 结合激活后，2 个串联 caspase 激活和募集结构域 (CARD) 与衔接子线粒体抗病毒信号蛋白 (MAVS) 相互作用，介导 NF- κ B 和 IFN 调节因子 (IRF) 的诱导以及随后 IFN 刺激基因 (ISG) 的表达 (12–14)。尽管结构相似，RLR 检测的 RNA 种类往往不同，这些 RNA 种类往往具有病原体特异性，但不一定相互排斥 (11, 15)。越来越多的证据表明，RIG-I 在结核分枝杆菌感染的 I 型干扰素反应中起着非冗余作用 (16–18)，它通过与特定的结核分枝杆菌 RNA 转录本结合，这些转录本利用分枝杆菌 ESX-1 分泌系统进入巨噬细胞胞质 (16)。我们最近发现，结核分枝杆菌 RNA 转录本能够通过与特定结核分枝杆菌 RNA 转录本结合，从而进入巨噬细胞胞质。
细菌感染的发病机制、疫苗和免疫
本专业版块的宗旨是为读者提供最高质量的文章，这些文章涉及细菌致病机制和毒力、感染免疫力和疫苗等相互关联的主题。我们的精神在本版块开头的专业大挑战概述中得到了简洁的表达（ Christodoulides，2022 年）。研究主题包括来自编辑委员会成员的广泛文章，重点关注导致人类疾病的重要革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌病原体，即嗜肺军团菌、假鼻疽伯克霍尔德菌、葡萄球菌属、鼠疫耶尔森菌、铜绿假单胞菌和淋病奈瑟菌。铜绿假单胞菌是一种代谢灵活的革兰氏阴性菌，是引起院内感染的主要机会性病原体（Dolan，2020），由于全球卡巴培南类抗生素耐药性增加，世界卫生组织将其列为开发和引进新抗菌药物和疫苗的“高优先级”菌（World Health Orgainisation，2024）。铜绿假单胞菌是一种强大的细菌，可表达多种毒力因子、类型分泌系统、群体感应途径和胞外多糖，以及核心耐药机制，如药物渗透屏障、染色体编码的 AmpC 酶和六个多药流出泵超家族（Miller and Arias，2024）。流出泵在铜绿假单胞菌感染的发病机制以及对治疗和清除的抵抗中起着重要作用。在他们的小型评论中，Fernandes 和 Jorth 讨论了铜绿假单胞菌流出泵在毒力调节中具有争议和对立的作用。流出泵的主要功能是从细菌细胞中排出抗生素，尽管有证据表明这些泵可能具有影响铜绿假单胞菌毒力的其他功能。流出泵是公认的治疗干预目标（Fernandes 和 Jorth），也是疫苗开发的潜在抗原（Silva 等人，2024 年）。作者得出结论，在抗生素耐药性和细菌致病机制的背景下，针对流出泵可能会产生意想不到的后果，在开发治疗方法时必须考虑到这些后果。疫苗研究的代表论文是关于革兰氏阴性菌鼠疫耶尔森菌和淋病奈瑟菌。鼠疫耶尔森菌是一种自有记载以来就一直困扰着人类的细菌。它对公众健康构成重大风险，并且可能
RAMÓN Y CAJAL 奖学金——2023 年申请征集......
主题领域：生物科学和生物技术 姓名：SANTOS MORENO, JAVIER 参考号：RYC2023-043017-I 电子邮箱：santosmoreno.j@gmail.com 职称：合成生物学家，研究基因回路对细胞行为的编程 履历：我拥有生物技术硕士学位（萨拉曼卡大学）和临床分析实验室硕士学位（庞培法布拉大学）。我在不到 3 年的时间里（2016 年，26 岁）在巴黎（索邦大学巴黎城分校）获得博士学位，研究蛋白质分泌。我研究了细菌（K. oxytoca）II 型分泌系统 (T2SS) 的分子机制，为此我描述了新的蛋白质相互作用并产生了重要的结果，这使我提出了一种新的 T2SS 分泌模型。在瑞士洛桑做博士后期间，我将研究重点从研究现有生物系统转向构建新系统。在研究大肠杆菌的过程中，我率先使用 CRISPRi 构建了一些最重要的合成电路（包括图案化电路、振荡器或双稳态开关），并将这些电路用于不同的应用，包括进化研究、人类病原体（S. penuemoniae）感染研究或细菌细胞生理学的重新编程。我目前在巴塞罗那进行研究，最初以玛丽居里研究员的身份进行，现在以胡安德拉谢尔瓦研究员的身份进行，旨在设计人类皮肤微生物组用于诊断和治疗目的。我成功地将最丰富的皮肤细菌（痤疮梭菌）变成了一种可常规转化的生物体，我为这种细菌开发了第一个分子工具箱（包括启动子、报告基因、转录因子、CRISPR 工具等），并且我构建了一种痤疮梭菌菌株，该菌株在人类皮肤细胞培养物中产生并分泌具有 ROS 清除活性的分子，这在治疗炎症性皮肤病方面具有巨大潜力。2023 年 9 月，我获得了 230 万欧元的 ERC 启动基金。我未来的研究将专注于活细胞中的编程时间。目前，我们对细胞随时间变化进行编程的能力仍然非常有限。我们依靠精确定时的人工干预或控制重复过程的分子振荡器，但我们仍然无法对细胞进行编程以在所需的时间自主执行自定义操作。我现在打算通过在 E. coli 中生成分子计时器来计算时间并在指定时间执行所需的操作，从而朝着这个目标迈出一大步。计时器将具有高度可编程性、可重复使用性和可扩展性，我将使用一种简单而有效的方法将时间可编程性扩展到其他生物体（包括酵母和哺乳动物细胞）。最后，我将利用生物计时器的潜力，将其用于不同的应用，包括：在生物控制中，在期望的时间后进行细胞程序性死亡；精确控制任务执行顺序和时间，用于生物生产；以及在期望的时间窗口内记录（外）细胞事件的“哨兵”细胞，用于生物传感。我的研究结果将释放出无数新的可能性，包括基础的和应用的。例如，在开放或难以接近的环境中（例如农田或受污染的湖泊）部署工程细胞最终可能成为现实，因为任务执行和自我毁灭将被遗传编码为在预定的时间发生。此外，编程的时间指令可以避免在大型生物反应器中对昂贵的诱导信号的需求，或者使研究发育过程时受到的外部干扰最小。总之，我的团队将开发出非常需要的、突破性的测量和编程细胞时间的能力。