裂解性李斯特菌噬菌体—宿主蛋白互作网络调节机制研究

Listeria monocytogenes (Lm) is an important food-borne pathogen which can cause animal and human serious listeriosis with the mortality about 30%. Lm phage became the candidate of biological antibacterial agent because of the emergence of the chemical residue and disinfectant resistance. Protein-Protein Interaction (PPI) plays important role in phage infection, however, the mechanism of the PPI was still unknown. For phage, PPI is important in elucidating all process of the phage life cycle, including DNA replication, transcriptional and translational regulation, virion assembly and host cell lysis. In this study, Lm mutants are constructed by a mariner-based transposition system pMC38. Lytic phage susceptibility and specific sequence of the Lm mutant will be identified. Phage interaction proteins are captured and sequenced by affinity chromatography and mass spectrum respectively. The phage and host PPI network will be elucidated by bacterial two-hybrid system and transcriptional regulation. The mechanism of phage and host PPI could provide the useful information on listeriaphage application in food biocontrol.

单核细胞增生性李斯特菌（Lm）是一种重要的食源性人兽共患病原菌，误食Lm污染的食物能够引起脑膜脑炎及流产等，死亡率高达30%。消毒剂抵制株及化学残留等问题的频频出现，使天然的噬菌体成为新型生物杀菌剂优选。噬菌体与其宿主蛋白相互作用在噬菌体裂解循环中发挥重要作用，然而Lm噬菌体与宿主蛋白互作机制尚不清楚，其蛋白互作网络及调节机制在噬菌体DNA复制、转录、翻译调节、病毒粒子组装及裂解宿主等方面都至关重要，亦为噬菌体应用及抗菌剂开发奠定重要基础。本研究利用mariner-based pMC38系统对食源性Lm进行突变功能分析，鉴定作用于裂解性噬菌体的敏感差异性基因序列，通过蛋白捕获噬菌体反应蛋白，质谱及免疫共沉淀鉴定反应蛋白并建立蛋白互作网络，细菌双杂交及转录分析噬菌体与宿主蛋白网络互作调节机制，为Lm噬菌体在食品生物防控中的应用奠定基础。

单核细胞增生性李斯特菌（Lm）是一种重要的食源性人兽共患病原菌，误食Lm污染的食品能够引起人和动物的李斯特病，主要表现为肠胃炎、流产、脑炎及脑膜炎等，住院率可达91%，死亡率30%，在新生儿死亡率高达50%。耐药及化学残留等问题的频频出现，使Lm噬菌体成为新型生物杀菌剂的候选，而FDA已批准将其用于控制食品中Lm污染。噬菌体与其特异性宿主细菌的相互作用在噬菌体裂解循环中发挥重要作用，然而Lm噬菌体与宿主功能蛋白互作机制尚不清楚。本项目利用mariner-based pMC38对食源性Lm毒力株进行插入突变，筛选鉴定后通过噬菌体敏感性筛选获得差异性突变株，利用AP-PCR 鉴定插入位点序列，明确了序列信息及关键基因功能。通过亲合层析获捕噬菌体靶蛋白，利用质谱及免疫共沉淀鉴定反应蛋白。对其中具有CRISPR-like序列进行了缺失构建，通过体外及转录分析了非编码RNA rliB在噬菌体与Lm相互作用中的潜在调控机制，通过基因及非编码RNA的全面解析，为我国噬菌体研发中后期遗传风险产生的提供必要的理论依据，为Lm噬菌体在食品及医药行业的应用提供科学依据。本项目在研期间共发表论文8篇，其中SCI 收录5篇，在投SCI论文2篇；申请专利2项，其中1项授权。通过本项目中基础数据的挖掘，对相关噬菌体与宿主菌互作机制的深入解析，以及同时研究团队对应用价值的测试和推进，噬菌体产品必然会在我国进行推广和应用，发挥其独特的优势，保障人类健康。