药学院（深圳）邓音乐团队在细菌核苷酸类第二信使研究上取得重要进展

微生物群体感应信号与胞内核苷酸类第二信使信号在调控病原细菌生理功能与侵染致病过程中扮演重要角色。因此，鉴定病原细菌信号并解析其调控机制，对于阐明病原细菌致病机制并开发新型抗菌药物起到重要推动作用。

中山大学药学院（深圳）邓音乐团队长期从事病原微生物群体感应、胞内核苷酸类第二信使信号传导及致病机理研究，并取得系列重要成果。包括鉴定了邻氨基苯甲酸为细菌新型信号并调控细菌生理功能与致病毒力（ISME J，2020，唯一通讯作者），证实RaaR是邻氨基苯甲酸信号的受体和下游调控蛋白（PLoS Pathogens，2022，唯一通讯作者）；发现青枯菌脯氨酸代谢酶PutA作为全新全局性转录调控因子，调控病原菌众多基因表达并最终调控其重要生物学功能和致病毒力机制（Communications Biology，2022, 唯一通讯作者）；首次发现鲍曼不动杆菌的翻译延伸因子P为3',5'-c-di-GMP信使新型受体，揭示翻译延伸因子P感应c-di-GMP调控含多脯氨酸蛋白翻译的机制（PNAS，2022，唯一通讯作者）；鉴定了AbiR是吲哚的新型受体，调控鲍曼不动杆菌的重要生物学功能与致病毒力机制（PNAS Nexus，2023，唯一通讯作者）。

近日，邓音乐研究团队在病原细菌核苷酸类第二信使信号研究中取得重要进展，相关研究成果在国际知名期刊《Nature Communications》（中国科学院一区Top期刊，IF 2022= 16.6）发表题为“Regulation of the physiology and virulence of Ralstonia solanacearum by the second messenger 2',3'-cyclic guanosine monophosphate”的研究论文（DOI: 10.1038/s41467-023-43461-2）。该研究首次报道了植物病原菌青枯菌和人体病原菌鼠伤寒沙门氏菌中核苷酸类第二信使2',3'-cGMP的新型调控机制。

本研究首次在青枯菌中分离鉴定到第二信使2',3'-cGMP，并证实RSp0334蛋白GGDEF结构域催化2分子2',3'-cGMP生成1分子2',3'-c-di-GMP的全新功能，该研究结果改写了含GGDEF结构域蛋白为3',5'-c-di-GMP特定合成酶的传统认识。此外，该研究结果也首次在细菌中鉴定到2',3'-c-di-GMP信号。这一研究结果将为2',3'-c-di-GMP信号的后期研究奠定基础。

本研究同时揭示2',3'-cGMP通过结合转录调控子RSp0980调控青枯菌重要生物学表型、群体感应系统和致病毒力的机制。发现2',3'-cGMP以高亲和力与RSp0980的REC结构域结合，随后阻断RSp0980与靶基因启动子DNA的相互作用，从而调控目标基因的转录表达水平，并最终调控病原菌的生理功能与致病毒力。令人鼓舞的是，该研究同时在鼠伤寒沙门氏菌中也发现了同样的第二信使信号系统，表明这种第二信使信号及其调控机制可能广泛存在于病原细菌中。总之，本文对病原细菌胞内核苷酸类第二信使信号的研究提供新方向，并将促进核苷酸类第二信使信号研究领域的发展。

本研究得到了国家重点研发计划项目，深圳市科创委基础研究重点项目以及国家自然科学青年基金项目和中国博士后科学基金等项目的支持。药学院（深圳）2020级博士生李霞为该论文第一作者，华南农业大学尹文芳博士和新加坡南洋理工大学Lin Junjie Desmond博士为共同第一作者，药学院（深圳）邓音乐教授为通讯作者，海南大学药学院宋施豪副教授与新加坡南洋理工大学刘学伟教授为共同通讯作者。