人与人之间可以通过语言、表情和动作进行交流。细菌菌体之间也能进行互相交流通讯，实现细菌的“社会性”行为，实现它们的共同目标，包括生物被膜、生物发光、运动性、营养代谢、毒力调节和环境适应性等。这种菌群交流通讯的机制称为群体感应 (Quorum sensing, QS) 系统。在海洋弧菌中存在复杂的群体感应系统，介导进行细菌种内和种间、细菌-藻类、细菌-动物宿主等多种信号交流机制，最终通过TetR家族的中枢调控元件LuxR蛋白同步控制下游多达600多个QS基因的表达，产生菌群行为。然而，人们对LuxR蛋白同时调控诸多基因表达的机制一直不清楚。4月6日，国际知名的生化与分子生物学学术期刊Nucleic Acids Research发表了我校生物工程学院王启要教授课题组深入研究海洋弧菌LuxR能够高度灵活地激活或抑制众多靶基因表达的分子机制，阐明了病原弧菌如何感知菌群密度或其他理化信号进行协同调控群体行为、导致病害暴发的重要而基础的科学问题。

研究人员通过多种高通量测序技术，系统鉴定了鱼类病原菌溶藻弧菌受LuxR调控的基因，发现了LuxR蛋白识别并结合具有回文对称性和半回文对称性的DNA片段。受LuxR激活或抑制基因的启动子在结合位点的序列、数量及分布模式方面有显著不同特征。该研究首次解析了LuxR-DNA复合物结构，发现除了螺旋-转角-螺旋结构域介导的互作，LuxR的N-末端结构域与结合位点两端的小沟互作，也揭示了LuxR与激活型和抑制型DNA不同的结合机制，阐明了弧菌能实现交流通讯、产生群体行为的分子基础。该成果为设计QS抑制剂以及新型病害防控策略的研究奠定了良好基础。

我校生物工程学院张君博士、巴塞罗那自由大学刘兵博士和扬州大学顾丹博士是该论文的共同第一作者。通讯作者为我校王启要教授和巴塞罗那自由大学David Reverter教授。相关研究工作得到了生物工程学院张元兴教授和刘琴教授的大力支持，并获得了国家自然科学基金、现代农业产业技术体系和国家重点研发计划等项目的资助。
论文链接：https://academic.oup.com/nar/article/49/6/3274/6163099