细菌感染是许多毁灭性疾病的根源，但细菌在维持人类健康和福祉方面也发挥着核心作用。从帮助宿主食物消化和限制不利的细菌生长到导致瘫痪甚至死亡，控制宿主-微生物相互作用的原理对理解人类健康至关重要。其中最主要的是基本信号，如宿主提供的物理和化学刺激，细菌物种利用这些信号来调节生长和分裂。这些信号由一系列环境传感器解读，通过信号级联进行整合，最终导致诸如细菌运动、毒力和细胞密度等参数的变化。

沃尔巴克氏体细胞周期调节蛋白相互作用模型。在本研究中，大多数菌株的传感激酶和反应调节因子的相互作用。箭头表示信号或底物流动的主要方向。CtrA输出仅表示对染色体复制的抑制。

在宿主-微生物相互作用领域一个新兴的重要生物是沃尔巴克氏体属pipientis在昆虫和线虫中发现的细胞间细菌。沃尔巴克氏体属两者都引起人类疾病(淋巴丝虫病和非洲河盲症，通过与丝虫病的关联)，并预防人类疾病(登革热和基孔肯雅热，通过与丝虫病的关联)伊蚊蚊子)。尽管人们对它的潜力越来越感兴趣，但人们对它的多样性知之甚少沃尔巴克氏体属细菌。例如，虽然许多调控细胞分裂的基因在重要的模式生物中是已知的，例如大肠杆菌和c . cresentus的基础所知甚少沃尔巴克氏体属细胞分裂。

为了深入了解调节分裂的宿主因子，我们比较了完全测序和注释的基因组沃尔巴克氏体属来自多种无脊椎动物宿主，重点研究已知的细胞周期调控基因。中央调节器主要是“传感器激酶”，如CckA和PleC;以及像CtrA和PleD这样的“响应监管机构”。尽管这些基因之间的相对位置并没有很好地保守沃尔巴克氏体属变异，我们的分析表明，这些关键基因通常位于集群之间没有实质性的变化沃尔巴克氏体属来自不同的蠕虫、蚊子或果蝇宿主。接下来我们问沃尔巴克氏体属传感器及其信号伙伴，即所谓的“双组分”系统(TCSs)可能通过磷传递相互作用，正如其他系统所示。的一般模型沃尔巴克氏体属TCS相互作用如图1所示。分析推断的蛋白质序列表明，TCS蛋白在大多数植物中都有功能沃尔巴克氏体属尽管它们可能以一种灵活的方式与伙伴之间的“相声”互动。的比较沃尔巴克氏体属“传感器”结构域与现有的3-D模型也表明，传感器CckA结合血红素，一个重要的铁配体。

与其他具有大量TCS蛋白的细菌模型相比，小型共生沃尔巴克氏体属只有两对这样的TCS。由于一些变异丢失了这些基因的一部分，这项研究可以帮助定义调节细胞分裂所需的最小功能集。这个信息不仅通知沃尔巴克氏体属宿主-共生体的研究，但可以在努力创造调节合成生物系统有用。

劳拉·r·瑟布斯和Steen克里斯坦森
生物科学系和生物分子科学研究所
佛罗里达国际大学
美国迈阿密

出版

沃尔巴克氏体基因组的比较分析揭示了极简双组分系统的流线型和发散性。
Christensen S, Serbus LR。
G3(贝塞斯达)。2015年3月24日

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