食源性病原菌种间竞争机制新突破：欧阳松应团队揭示李斯特菌生存“武器”

引言

在微生物世界中，细菌为争夺生存空间演化出精妙的“化学武器库”。近日，福建师范大学生命科学学院欧阳松应教授团队在Science Bulletin发表题为《Contact-dependent antagonism is mediated by a T7SSb toxin effector–immunity protein pair via ADP-ribosylation》的研究论文，首次解析了食源性病原菌——单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）通过T7SSb分泌系统释放毒素效应蛋白Ere1与免疫蛋白Eri1组成的“攻防对”（E-I pair），介导种间竞争的分子机制。这一发现为理解细菌生态竞争、开发新型抗感染策略提供了重要理论支撑。

细菌的“生化暗战”：E-I pair如何主宰生存竞争？

单核细胞增生李斯特菌是威胁食品安全的一类重要病原体，可引发严重肠道感染。研究团队以该菌为模型，发现其基因组中携带的T7SSb分泌系统能释放毒素效应蛋白Ere1。通过ADP-核糖基化修饰，Ere1可精准攻击竞争菌的核心功能蛋白：

1、靶向翻译机器：Ere1修饰延伸因子EF-Tu的R263和R280位点，阻碍其与核糖体结合，直接瘫痪竞争菌的蛋白质合成能力；

2、扰乱转录终止：Ere1对转录终止因子Rho的R88位点进行修饰，增强其与RNA的结合力，导致竞争菌基因表达失控。

这种“双管齐下”的策略，使李斯特菌在与芽孢杆菌等近缘菌的竞争中占据显著优势。

攻防一体：免疫蛋白Eri1的“双重保险”机制

为避免“误伤”自身，李斯特菌同步分泌免疫蛋白Eri1。结构解析显示，Eri1通过两种机制中和毒素：

物理屏蔽：Eri1的N端螺旋（NTH）像“钥匙”一样插入Ere1活性位点，阻断其催化功能。

酶促解毒：Eri1的ARH结构域可水解ADP-核糖基化修饰，恢复靶蛋白功能。

这种“锁钥结合+酶促逆转”的双重机制，确保了李斯特菌在释放毒素的同时自身毫发无损。

科学意义与应用前景

1、微生物生态新认知：研究揭示了革兰氏阳性菌通过T7SSb系统调控群落结构的分子基础，为解析肠道菌群平衡机制提供新视角。

2、食品安全新策略：针对E-I pair设计抑制剂，可阻断李斯特菌的生态竞争优势，降低食品污染风险。

3、抗感染治疗新靶点：通过模拟Eri1的中和机制，有望开发广谱抗菌药物，解决耐药菌难题。

理解细菌的“武器库”运作规律，将助力我们设计更精准的微生物调控方案，这对食品安全、益生菌开发乃至感染病防治都具有重要意义。

结语

此项研究不仅填补了T7SSb系统在种间竞争机制领域的空白，更将基础研究与实际应用紧密结合。随着对微生物“攻防战”的深入解析，人类有望在食品安全与公共卫生领域构筑更坚固的防线。

参考资料：Guan H, Wu H, Gan M, et al. Contact-dependent antagonism is mediated by a T7SSb toxin effector–immunity protein pair via ADP-ribosylation[J]. Science Bulletin, 2025.