CpxRA系统是典型的细菌二组分信号传导系统，由传感激酶CpxA和响应调节蛋白CpxR组成，可感应环境压力信号并调节特定基因的转录，在细菌致病性、环境适应性等方面发挥着重要作用。在前期研究中，本团队发现了CpxRA系统可以直接感应酸性环境，并通过调控不饱和脂肪酸合成改变细胞膜组分，从而提升大肠杆菌的酸耐受性。但CpxRA系统下游靶基因的筛选和鉴定还不够系统和全面。

近日，本团队结合生物信息学预测和实验分析验证的方法，对CpxR调控基因进行了系统鉴定。首先根据CpxR结合位点的保守序列，利用位置特异性评分矩阵方法对E. coli BW25113进行全基因组扫描，发现了超过10000个可能的CpxR结合位点。进而，随机选择了97个潜在靶基因利用RT-PCR、凝胶迁移实验等进行验证，共鉴定得到73个CpxR调控基因。它们编码的蛋白大多定位在胞质和内膜，参与电子传递、H⁺转运、中心代谢、铁离子获取、群体感应等多种生理功能，进一步表明CpxRA参与调节复杂的生理过程。而且，通过体外构建蛋白脂质体证实了传感器激酶CpxA周质结构域可在体外直接感应阳离子抗菌肽，激活CpxRA系统的调控功能，与本团队前期发现的酸胁迫响应机制一致。另外，还首次发现CpxR调控基因ydeE、xylE、alx、galP和prlF、alx、casA、yacH、ydeE、sbmA、ampH分别参与了大肠杆菌对酸胁迫和阳离子抗菌肽胁迫的响应；其中ydeE和alx基因是连接两种环境胁迫响应的关键基因。本研究这些结果极大地扩展了对细菌中CpxRA依赖的环境胁迫响应网络的认识。

图 基于生物信息学技术和实验分析的CpxRA调控基因的系统鉴定及其在大肠杆菌环境胁迫响应中的作用 

    相关工作发表于美国微生物学会期刊《mSystems》（IF:7.324），山东大学微生物技术国家重点实验室为第一单位，赵广教授和王纪超副研究员为共同通讯作者，博士后赵喆为第一作者。该研究获得了国家重点研发计划项目，国家自然科学基金项目等科研项目的支持。

原文链接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/msystems.00419-22