摘要
背景： 在肠道致病性耶尔森菌中，RovA调控侵袭素（invasin）的表达，该因子对肠道致病性病原菌的致病性至关重要，但在鼠疫耶尔森菌中已失活。对26°C条件下鼠疫耶尔森菌RovA调控组的研究表明，RovA是一个全局调控因子，部分通过直接调控psaEFABC基因簇来促进毒力。然而，RovA在37°C条件下（该温度允许大多数哺乳动物宿主毒力因子表达）对鼠疫耶尔森菌的调控作用仍知之甚少。
方法/主要发现： 采用微阵列技术，在III型分泌系统（T3SS）诱导条件下分析了鼠疫耶尔森菌生物型Microtus菌株201的框内rovA突变株的转录谱，结果显示在ΔrovA突变株中，许多细胞包膜和转运/结合蛋白的差异表达。最引人注目的是，许多T3SS基因（包括编码转运子、针状结构和Yop效应蛋白的操纵子）显著上调。Yop蛋白分析证实，YopE和YopJ在突变株中的表达量也更高。然而，电泳迁移率变动分析结果表明，His-RovA蛋白不能结合T3SS基因的启动子序列，提示涉及间接调控机制。透射电子显微镜分析显示，突变株细胞外膜周围存在小的松散电子致密颗粒状结构。与野生型菌株相比，ΔrovA突变株对CFSE（羧基荧光素二乙酸琥珀酰亚胺酯）的细菌膜通透性显著降低。综上所述，这些结果揭示了ΔrovA突变株中膜结构构建不当和功能障碍。
结论/意义： 我们证明了RovA调控因子在细菌膜的构建和功能中发挥关键作用，这为了解RovA在抗生素耐药性和环境适应中的调控功能提供了重要启示。T3SS在ΔrovA突变株中通过间接调控机制上调，这可能与突变株中膜结构的改变有关。
引言
有三种对人类致病的耶尔森菌。假结核耶尔森菌和小肠结肠炎耶尔森菌是肠道病原体，通常通过食用受污染的食物或水引起自限性胃肠炎或结肠炎，而鼠疫耶尔森菌是致命鼠疫的病原体，通常通过感染跳蚤叮咬、与感染者直接接触或吸入感染性物质传播。尽管目前发生大规模鼠疫流行的可能性极小，但世界卫生组织每年都报告不同国家的小规模暴发。
由于高死亡率和通过吸入气溶胶传播的潜力，肺鼠疫耶尔森菌作为生物恐怖主义制剂引起了重大关注。RovA是MarR/SlyA家族全局调控因子的成员，该家族蛋白在结构上保守，被认为在细菌中普遍存在。MarR/SlyA家族蛋白调控多种功能，包括抗生素耐药性、环境适应性、抗菌剂产生和毒力因子。其他病原体中的RovA类似蛋白，如鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌中的SlyA、粘质沙雷氏菌中的Rap以及霍乱弧菌中的AphA，已被证实参与毒力调控。
在人类致病性耶尔森菌中，RovA已被证明能协调多种代谢、应激和毒力基因，以响应感染宿主中的环境信号。耶尔森菌RovA最初是在小肠结肠炎耶尔森菌的转座子诱变筛选中，使用inv::phoA报告基因监测inv表达时被鉴定为侵袭因子表达的调控因子。然而，Inv作为肠道致病性耶尔森菌毒力的重要粘附和侵袭因子，在鼠疫耶尔森菌中已失活。为阐明RovA在鼠疫耶尔森菌致病中的作用，Cathelyn等人定义了鼠疫耶尔森菌CO92菌株的RovA调控组，并证明RovA是一个全局调控因子，对于皮下途径感染小鼠后脾脏和肺部的播散和定植是不可或缺的，并且可以直接结合psaA和psaE的启动子，从而促进鼠疫耶尔森菌的毒力。
已证明rovA的表达受正自身调控机制的调控，在26°C静止期达到最大表达，而在37°C时检测到的水平低得多。最近的研究表明，RovA是一种内在温度感应蛋白，热诱导的RovA构象变化干扰其DNA结合能力并使其易于蛋白酶降解。RovA可以通过直接与H-NS/YmoA复合物竞争结合受调控基因的启动子（包括inv）来解除其抑制。RovM是一种参与毒力因子环境调控的LysR调控因子，已被证明负调控rovA的表达。
致病性耶尔森菌拥有III型分泌系统（T3SS）的致病机制，这是哺乳动物毒力所必需的。它由所有三种致病物种共有的70kb质粒编码。耶尔森菌T3SS可以通过称为注射器的分泌机器将一组Yop效应蛋白递送到宿主细胞中，该机器跨越细菌内膜、周质和外膜，导致宿主免疫反应的抑制。T3SS的结构由两个不同的部分组成。一个是称为"针"的中空胞外结构，另一个是嵌入两层细菌膜中的圆柱形基座，确保T3SS结构在细胞包膜上的稳定。
耶尔森菌T3SS的调控涉及复杂的机制。ArcA家族的调控因子LcrF/VirF是响应温度从26°C升至37°C（细菌从节肢动物载体侵入哺乳动物宿主时发生）而激活III型基因所必需的。YopN、SycN、LcrG和TyeA已被证明通过协同作用作为止流阀来阻断非分泌许可条件下的Yop分泌，从而参与Yop分泌的负调控。LcrQ是另一种负调控因子，在细菌细胞质中抑制Yops的产生和分泌，在分泌许可条件下被快速分泌，导致Yop分泌。YopD被发现与这种抑制性反馈机制相关，因为在钙存在下，yopD突变株中Yop和LcrV的表达被组成性诱导。
Cathelyn等人使用微阵列分析定义了在BHI中26°C生长的鼠疫耶尔森菌的RovA调控组，其结果揭示了RovA在鼠疫耶尔森菌中的重要调控作用。在鼠疫感染期间，各种毒力机制（包括T3SS）的表达受到不利宿主环境的刺激，而37°C的哺乳动物体温是该细菌感知的最重要环境信号之一。因此，阐明RovA在模拟哺乳动物宿主环境培养条件下对鼠疫耶尔森菌毒力的调控作用具有重要意义。在本研究中，使用DNA微阵列技术分析了ΔrovA突变株在T3SS诱导条件下的转录谱。
结果表明，ΔrovA突变株中许多细胞包膜和转运/结合蛋白的转录受到积极调控，同时T3SS基因（如编码转运子、针状结构和Yop效应蛋白的操纵子）显著增强。我们的结果表明，鼠疫耶尔森菌的RovA调控蛋白对于维持细菌膜的结构和功能正常至关重要，RovA对T3SS表达的上调涉及一种间接机制，这将在进一步研究中确定。