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与固体表面的接触会激活多种细菌中促进生物被膜形成的信号通路。α-变形菌新月柄杆菌（Caulobacter crescentus）利用其鞭毛感知表面，并通过合成一种称为固着体（holdfast）的黏附物作出响应。对新月柄杆菌而言，其表面感知通路可通过突变鞭毛装配所需基因或趋化性所需基因而被激活。然而，鞭毛装配突变和趋化性突变会激活不同的表面感知通路，这些通路在二鸟苷酸环化酶PleD的激活方式上存在差异。 在本研究中，我们利用全基因组筛选鉴定出cmrA（CCNA_02061）是趋化性突变体{Delta}cheYII中高黏附表型的关键决定因子。遗传学分析表明，cmrA以情境依赖的方式对PleD的激活至关重要。在野生型和鞭毛装配晚期突变体（{Delta}flgH）背景中，cmrA对于黏附并非必需；但在鞭毛装配早期（{Delta}fliF）、趋化性（{Delta}cheYII）和定子（{Delta}motB）突变体背景中，cmrA能够促进黏附。带有荧光标记的CmrA在cmrA对黏附并非必需的遗传背景中主要定位于细胞质，而在其参与调控黏附的背景中则定位于细胞极。结构建模表明，CmrA是一种退化的、无催化活性的含GGDEF/EAL结构域蛋白，但携带保守c-di-GMP协调残基突变的cmrA等位基因无法支持高黏附表型。我们的结果表明，改变MotAB定子的方向切换可将CmrA募集至细胞极，在那里其激活PleD以驱动表面适应。最终，本研究通过揭示马达多种旋转状态如何刺激彼此不同但又部分重叠的c-di-GMP信号通路，凸显了鞭毛表面感知机制的复杂性。
与固体表面的接触会激活多种细菌中促进生物被膜形成的信号通路。α-变形菌新月柄杆菌（Caulobacter crescentus）利用其鞭毛感知表面，并通过合成一种称为固着体（holdfast）的黏附物作出响应。通过突变鞭毛组装所必需的基因或趋化性所必需的基因，均可激活C. crescentus的表面感知通路。然而，鞭毛组装突变和趋化性突变会激活不同的表面感知通路，它们在二鸟苷酸环化酶PleD的激活方面存在差异。在本研究中，我们采用全基因组筛选鉴定出cmrA（CCNA_02061），其是趋化性突变体ΔcheYII中高黏附表型的关键决定因子。遗传学分析表明，cmrA以情境依赖的方式对PleD的激活具有重要作用。在野生型和晚期鞭毛突变体（ΔflgH）背景中，cmrA对于黏附并非必需；但在早期鞭毛组装（ΔfliF）、趋化性（ΔcheYII）和定子（ΔmotB）突变体背景中，cmrA可促进黏附。荧光标记的CmrA在cmrA对黏附并非必需的遗传背景中主要定位于细胞质，而在其调控黏附的背景中则定位于细胞极。结构建模表明，CmrA是一种退化的、催化失活的含GGDEF/EAL结构域蛋白，但保守的c-di-GMP配位残基发生突变的cmrA等位基因无法支持高黏附表型。我们的结果表明，改变MotAB定子的方向切换会将CmrA募集至细胞极，在此其激活PleD以驱动表面适应。最终，本研究通过强调马达多种旋转状态如何刺激彼此不同但部分重叠的c-di-GMP信号通路，凸显了鞭毛表面感知机制的复杂性。
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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.21.746235v1?rss=1
🏷️ 细菌表面感知 c-di-GMP信号 趋化性调控 细胞极定位 新月柄杆菌 生物被膜黏附