海南大学热带益生菌团队《Nature Communications》发文揭示细菌第二信使分子调控益生菌肠道自适应机制

近日，海南大学热带益生菌团队在Nature子刊《Nature Communications》（QI，IF：16.6）发表题为“A WYL domain transcription factorregulates Lactiplantibacillus plantarum intestinal colonization via perceiving c-di-GMP”的研究性论文。海南大学食品科学与工程学院张家超教授为唯一通讯作者，海南大学副研究员郭权、博士研究生郑磊杰和上海理工大学王光强教授为共同第一作者。

环二鸟苷酸（c-di-GMP）作为一种重要的细菌第二信使，调控多种生物功能。尽管已有大量研究报道了植物乳杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）的益生效应，但c-di-GMP在植物乳杆菌中的调控作用仍不明确。本文揭示了c-di-GMP作为重要信号分子与WYL转录因子MbpR共同调控植物乳杆菌肠道适应机制。MbpR与黏蛋白结合蛋白（MucBP）编码区中的特定序列结合，抑制其转录，从而影响植物乳杆菌对肠道上皮细胞的粘附能力。MbpR通过其WYL结构域感知c-di-GMP后与MucBP的编码区分离，逆转了MbpR对MucBP表达的抑制作用，增强了植物乳杆菌的肠道适应性。

1. 本研究首次揭示了c-di-GMP协同WYL转录因子调控植物乳杆菌肠道定植的分子机制。MbpR作为c-di-GMP的效应蛋白，为益生菌的肠道定植调控提供了新的分子靶点。

2. WYL结构域可以感应ssDNA，而本研究首次报道WYL结构域可以结合c-di-GMP这种信号小分子，扩宽了对WYL结构域作为核苷酸感应器的理解。

3. 本研究揭示了c-di-GMP调控MucBP的表达，从而促进植物乳杆菌在肠道中的定植，为理解益生菌与宿主的互作提供了新视角。

文章结论

1. c-di-GMP增强了植物乳杆菌的肠道适应能力（耐酸和耐胆盐能力），并且通过调控MucBP的表达来增强植物乳杆菌对肠道上皮细胞的黏附能力，从而促进其在肠道中定植。

2. MbpR通过与MucBP编码区结合抑制其转录，而c-di-GMP的感知则逆转了这一抑制作用，从而增强植物乳杆菌的肠道定植能力。

3. c-di-GMP不仅通过MbpR调控植物乳杆菌的粘附能力，还可能通过其他效应蛋白调控植物乳杆菌的肠道适应行为。