近日🧒🏽，國際微生物學權威綜述期刊Trends in Microbiology在線發表了EON体育4平台何亞文教授團隊的綜述文章“DSF家族群體感應信號介導的種內💅🏼、種間和跨界信號交流 (DSF-family quorum sensing signal-mediated intraspecies, interspecies, and inter-kingdom communication）”。何亞文教授為綜述第一作者和通訊作者🤶🏻，中山大學鄧音樂教授🧪、新加坡南洋理工大學繆巖松教授(Prof. Yansong Miao)為綜述共同第一作者，西北大學田靜教授、印度DNA指紋識別和診斷中心(Centre for DNA Fingerprinting & Diagnostics) Subhadeep Chatterjee研究員🤵🏿、美國加州大學伯克利分校(University of California, Berkeley)Steven Lindow院士和南阿拉巴馬(University of South Alabama) Tuan Minh Tran助理教授參與了該綜述文章的寫作。

DSF (Diffusible signaling factor)信號分子是多種革蘭氏陰性細菌產生的一類中鏈順式不飽和脂肪酸(圖1)。這些微生物通過識別自身合成與分泌的DSF🤸🏿‍♀️，感應自身群體細胞密度，誘導相關基因的表達，相應調整細胞代謝與生理狀態🚆。根據信號接收與傳導機製，DSF介導的種內交流主要分為三類🏋🏽‍♂️：(I)植物病原黃單胞菌為代表👩🏼‍🍼🤴🏿，DSF由RpfC/RpfG雙組分系統接收與傳導🕴🚣🏼。EON体育4何亞文教授團隊一直引領這一研究領域👨‍🦯‍➡️，先後鑒定了黃單胞菌中DSF家族信號分子的化學結構、信號傳導途徑和調控的生物學功能🏊🏼‍♂️，闡明了DSF生物合成途徑與DSF翻轉(turnover)的分子機製, 進一步發現寄主植物免疫系統與黃單胞菌DSF群體感應系統之間存在著精細的相互作用(圖2)。(II)動植物病原伯克氏菌為代表，DSF由調控蛋白RpfR接收與傳導🈲。中山大學鄧音樂教授團隊一直引領這一研究領域(圖3)。(III)以條件致病綠膿桿菌為代表📔🛀🏿，DSF接收與傳導機理尚待研究👳🏿‍♂️。

圖1 三種DSF-介導的種內交流系統及其所依賴的信號分子

圖2 野油菜黃單胞菌中DSF生物合成與信號通路

圖3 伯克氏菌感應BDSF信號及其傳導通路

DSF產生菌也能夠利用DSF信號與其它細菌之間開展種間交流(圖4)🎾，這些細菌包括伯克氏菌(Burkholderia spp.)、嗜麥芽寡養單胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)、綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)🎁、弗郎西斯菌(Francisella novicida)🛫、芽孢桿菌(Bacillus)🚁、噬菌蛭弧菌(Bdellovibrio bacteriovorus)🤣、沙門氏菌(Salmonella)等🕵🏿‍♀️。在目前發表的文獻中👨🏽‍🔧，多數DSF產生菌均利用分泌的DSF信號分子幹擾其它細菌的生長或發育♉️，限製其發展，保持自身在局部環境的競爭力🧍🏻‍♀️。

DSF-產生菌還能與真核生物之間開展跨界信號交流(圖5)。DSF家族信號分子顯著影響白色念珠菌（Candida albicans）菌絲體發育和生物膜形成🥷🏼，影響其致病性🆙。加州大學伯克利分校Steven Lindow教授團隊系統闡明了苛養木桿菌利用DSF信號分子調控其在利器葉蟬(sharp shooter leaf hoppers)前腸中的定殖能力，有利於苛養木桿菌通過這種刺吸式昆蟲轉移到葡萄等寄主植物維管束中。南洋理工大學繆巖松教授團隊首先發現DSF可以誘導植物細胞膜甾醇富集，高度誘導植物細胞壁纖維素合成，以及影響細胞膜上免疫功能分子的生化特性💁🥒，比如植物鞭毛蛋白受體聚集和內吞，從而抑製植物病程相關分子模式激發的免疫反應(PTI)；進一步研究發現DSF 影響植物細胞壁-質膜-微絲骨架復合體[plant cell wall-plasma membrane-actin cytoskeleton (CW-PM-AC) continuum]的生物物理特性, 擾亂細胞膜表面上蛋白分子的識別與大分子組裝，導致植物免疫系統信號失調 （圖5）。西北大學田靜教授團隊發現DSF信號可以有效抑製斑馬魚中脂多糖(LPS)誘導的炎症反應，其作用機理可能是幹擾Toll-樣受體通路抑製下遊炎症因子的表達以及影響caspase 家族級聯反應激活，抑製溶酶體組織蛋白酶基因表達從而減輕炎症導致的細胞凋亡。闡明DSF介導的種內🟥、種間與跨界交流現象與機製進一步深化了微生物社會學的內涵，同時也有助於研發新型抗感染策略。

圖4 DSF-介導的種間與跨界信號交流

圖5 DSF在擬南芥和斑馬魚中的信號途徑

本研究得到了國家重點研發計劃🚵🏽‍♀️👭、國家自然科學基金和上海農樂生物製品股份有限公司資助。感謝張煉輝（Lian-Hui Zhang）教授的指導、支持與鼓勵。

論文鏈接：https://www.cell.com/action/showPdf?pii=S0966-842X%2822%2900188-3