Science - 新研究显示液液相分离或帮助共生菌 “进驻” 肠道

耶鲁大学医学院Eduardo A. Groisman等研究人员发现一种影响细菌在菌群 “适应性” 或者说 “竞争能力” 的新机制，那就是关键转录调节因子的液液相分离(1)。

研究人员在一种常见的肠道共生菌-多形拟杆菌(B. thetaiotaomicron)发现，它的转录终止因子-Rho蛋白相对于大肠杆菌等的多一段303个氨基酸长度的固有无序结构域（intrinsically disordered domain (IDR)）。敲除这段IDR虽然不影响B. thetaiotaomicron单独菌株在培养液或者无菌洁净小鼠肠道的增殖速度；但是在竞争条件下，也就是在小鼠肠道同时接种表达WT Rho蛋白以及敲除敲除IDR 的Rho蛋白 (∆IDR rho) 的B. thetaiotaomicron，那么表达WT Rho蛋白的菌株会胜出(1)。

WT B. thetaiotaomicron虽然在单一菌场景下生长速度没有优势(A),但是可以在肠道和∆IDR rho竞争情况下胜出(1)

后续机制分析显示IDR可以在生理条件下促进Rho蛋白的液液相分离，而液液相分离形成的condensates可以促进Rho蛋白的转录终止活性，调整上百种基因的表达，从而促进WT B. thetaiotaomicron在营养匮乏情况下的适应性(1)。

含有IDR的Rho蛋白促进WTB. thetaiotaomicron在肠道适应性的潜在机制(1)

该项工作2023年3月16日发表在Science；研究人员表示该项研究回答了共生细菌“进驻”肠道的潜在机制，延展了液液相分离在细菌生理活动中的作用，并为新型菌群调整策略带来了新线索(1, 2)。

Comment(s):

其实在培养液中WT Rho与∆IDR Rho菌株的竞争估计已经可以有明确的表型，做到小鼠肠道确实让“故事”更吸引人了一些。

另外，碳源匮乏诱导Rho蛋白condensates形成的机制？这些condensates的具体成分、动态？特异性调节基因表达的机制？还有待于进一步的研究。

参考文献：

1. E. Krypotou et al., Bacteria require phase separation for fitness in the mammalian gut. Science (80-. ).(2023), doi:10.1126/SCIENCE.ABN7229.

2. J. Durack, S. V. Lynch, The gut microbiome: Relationships with disease and opportunities for therapy. J. Exp. Med. 216, 20–40 (2019).

原文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn7229