我室沈锡辉教授与韦革宏教授课题组合作揭示细菌铁获取和外膜囊泡招募新机制

2021年8月26日，我室沈锡辉教授与韦革宏教授课题组合作在ISME Journal（IF=10.302）上在线发表了题为“T6SS secretes an LPS-binding effector to recruit OMVs for exploitative competition and horizontal gene transfer”的研究论文，揭示了细菌六型分泌系统（T6SS）通过分泌一个脂多糖（LPS）结合型效应蛋白介导细菌外膜囊泡（Outer Membrane Vesicle，OMV）招募和铁转运的新机制。博士后李长富、朱玲芳和博士生王丹丹为本论文共同第一作者，沈锡辉教授、韦革宏教授和王瑶教授为本论文的共同通讯作者。

由LPS结合型效应蛋白TeoL介导的OMV招募和铁获取机制模型

细菌外膜囊泡OMV是革兰氏阴性细菌在生长过程中形成的一种囊泡状结构。作为一种生物纳米材料，外膜囊泡不但在介导微生物群落间的相互作用中扮演着重要的角色，同时在疫苗研发、肿瘤免疫治疗和靶向纳米药物递送载体方面具有广阔的应用前景。然而，由于目前对于细菌如何识别和招募OMV仍所知有限，限制了当前对OMV生理生态功能的进一步深入认识。本研究中，研究者发现杀虫贪铜菌 Cupriavidus necator 中的六型分泌系统T6SS-1可分泌一个独特的LPS结合型效应蛋白TeoL，通过与OMV表面的LPS相互作用而结合到OMV表面；结合到OMV上的TeoL进一步通过与细菌外膜受体蛋白CubA和CstR的相互作用，介导OMV结合到细菌细胞表面，并最终实现对OMV中包括铁离子等货物的获取。通过招募OMV以获取其中的铁是一种新型细菌铁获取方式，深入研究这种铁获取方式不仅对于细菌铁转运领域有重要意义，并将为揭示细菌通过招募OMV获取其它营养物质和信号分子的机制带来启示。此外，这种通过识别OMV表面LPS进行招募的机制使相应细菌在微生物群落中能获取来自不同物种的OMV，从而赋予其在细菌种间竞争、抗氧化胁迫和基因水平转移等方面的生长和进化优势。

该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金及西北农林科技大学双一流学科群建设计划等项目的资助。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41396-021-01093-8