全自动生长曲线分析仪

Genome-wide analysis of Enterococcus faecalis genes that facilitate interspecies competition with Lactobacillus crispatus

粪肠球菌促进与脆乳杆菌种间竞争基因的全基因组分析

来源：Journal of Bacteriology 2025, Volume 207, Issue 3, e00438-24

《细菌学杂志》，2025年，第207卷，第3期，文章编号e00438-24

摘要

本研究探究粪肠球菌与脆乳杆菌的种间互作机制，发现脆乳杆菌以不依赖接触的方式杀伤粪肠球菌，酸性环境可增强该作用但非主要原因。通过转座子测序（Tn‑seq）筛选到dltABCD操纵子与OG1RF_11697基因缺失后对脆乳杆菌更敏感，ldh1基因缺失则更耐受。转录组显示共培养显著改变粪肠球菌甘油磷脂代谢、中枢代谢与应激反应相关基因表达。大蜡螟模型证实脆乳杆菌可降低粪肠球菌毒力，而ldh1缺失会消除该保护效应。研究揭示了粪肠球菌抵御脆乳杆菌拮抗的关键基因与通路，为理解阴道微生态失衡提供新依据。

关键词

粪肠球菌；脆乳杆菌；种间竞争；拮抗；dltABCD；ldh1；Tn‑seq；RNA‑seq；大蜡螟；阴道微生态

研究目的

鉴定粪肠球菌中参与抵御脆乳杆菌拮抗的关键基因，阐明二者种间竞争的分子机制，揭示粪肠球菌在乳杆菌减少的阴道微环境中定殖与致病的遗传基础。

研究思路

构建双菌种生物膜模型，明确脆乳杆菌对粪肠球菌的杀伤模式与机制；采用Tn‑seq全基因组筛选竞争相关基因；RNA‑seq分析共培养下的转录响应；构建缺失株与回补株进行表型验证；大蜡螟感染模型评估体内竞争与毒力变化。

研究亮点

1 首次报道脆乳杆菌以不依赖接触、不依赖单一有机酸的方式高效杀伤粪肠球菌。

2 全基因组水平鉴定dltABCD、ldh1、OG1RF_11697为粪肠球菌抵御脆乳杆菌的核心基因。

3 揭示ldh1缺失使粪肠球菌耐受脆乳杆菌杀伤并抵消其保护宿主的作用。

4 整合Tn‑seq与RNA‑seq数据，系统解析粪肠球菌应对竞争的代谢与应激调控网络。

可延伸的方向

1 鉴定脆乳杆菌分泌的抗粪肠球菌活性物质。

2 探究dltABCD介导的壁磷壁酸D‑丙氨酰化修饰的作用机制。

3 分析OG1RF_11697（ybbR）通过c‑di‑AMP调控细菌适应性的通路。

4 开展阴道上皮细胞与动物模型验证体内竞争机制。

5 开发靶向粪肠球菌竞争基因的微生态干预策略。

测量的数据及研究意义

1 不同时间点菌落计数CFU数据（图1、3），证实脆乳杆菌随时间显著杀伤粪肠球菌。

2 Transwell共培养与上清杀伤数据（图2），证明杀伤作用不依赖细胞接触。

3 pH缓冲与拮抗数据（图3），显示酸性增强杀伤但非决定因素。

4 Tn‑seq筛选丰度数据（表2），定位dltABCD、ldh1、OG1RF_11697为关键基因。

5 缺失株与回补株拮抗验证数据（图5），确认基因功能与表型关联。

6 RNA‑seq差异表达与KEGG数据（图4、表1），揭示代谢与应激通路全局重塑。

7 大蜡螟存活数据（图6），验证脆乳杆菌的体内保护效应与ldh1的关键作用。

结论

1 脆乳杆菌通过非接触、非酸依赖的机制有效杀伤粪肠球菌。

2 dltABCD操纵子与OG1RF_11697是粪肠球菌抵御脆乳杆菌的必需基因。

3 ldh1缺失使粪肠球菌获得对脆乳杆菌的抗性，并消除其对宿主的保护作用。

4 粪肠球菌在共培养中重塑中枢代谢、磷脂代谢与应激反应以应对竞争。

5 上述基因是粪肠球菌在阴道微生态中对抗乳杆菌、实现优势定殖的关键因子。

使用芬兰Bioscreen仪器测量数据的研究意义

使用Bioscreen C全自动生长分析仪对粪肠球菌与脆乳杆菌进行实时OD600监测，精准测定不同菌株在单一与混合培养、不同pH与缓冲条件下的生长速率、延滞期与生物量变化；客观量化脆乳杆菌对粪肠球菌的生长抑制效应，排除手动读数误差，为杀伤作用的浓度依赖性、时间依赖性与接触独立性提供标准化、可重复的定量证据，是表型初步评价与机制验证的核心数据支撑。