The ISME Journal
细菌捕食中的两步定位策略

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本研究揭示了细菌捕食中由肽聚糖水解酶LssL介导的两步定位策略，发现Gly作为信号分子在捕食行为中的关键作用，并阐明了LssL与T6SS系统协同促进捕食的分子机制。

 

文献概述
本文《Two-step localization driven by peptidoglycan hydrolase in interbacterial predation》，发表于《The ISME Journal》杂志，回顾并总结了细菌捕食过程中的两步定位机制，以及LssL和Gly在捕食中的作用。该研究进一步拓展了对捕食-被捕食细菌相互作用机制的认识，为微生物生态动力学提供了新的研究视角。

背景知识
细菌捕食行为是微生物群落动态中的重要策略，通常涉及复杂的分子信号和调控机制。尽管已有研究揭示捕食细菌通过感知特定化学信号来定位猎物，但在自然环境中，捕食者如何主动识别并精准捕获猎物仍不清楚。本文以Lysobacter enzymogenes和Staphylococcus aureus为研究对象，探索捕食过程中的两步定位策略。研究发现，LssL通过水解猎物细胞壁释放Gly，作为化学信号引导捕食细菌定向运动并激活毒力系统，进一步协同T6SS实现高效捕食。这一发现不仅揭示了新的捕食机制，还为理解微生物间信号交流提供了分子基础。

 

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研究方法与实验
研究采用Lysobacter enzymogenes作为捕食细菌，Staphylococcus aureus作为猎物，结合基因编辑、转录组分析、生化实验及全细胞追踪显微技术，系统解析LssL在捕食过程中的作用。通过构建lssL缺失突变株，评估其在捕食能力、定向运动及基因表达中的变化。进一步利用HOT（全息光镊）技术在单细胞水平观察捕食细菌向猎物的定向运动。通过EMSA和磷酸化实验，验证Gly与RltB/RltA系统的结合及调控关系。

关键结论与观点

• 捕食细菌L. enzymogenes通过分泌肽聚糖水解酶LssL启动第一步定位（Step I），水解猎物细胞壁并释放Gly作为信号分子。
• Gly信号激活捕食细菌的T4P介导的定向运动，并通过RltB/RltA双组分系统调控捕食行为的第二步定位（Step II）。
• LssL缺失导致捕食细菌的定向运动能力下降，但不影响motility相关基因的表达，表明LssL独立于motility系统，主要参与定位信号生成。
• Gly的添加可恢复lssL突变株的捕食能力，且能上调T6SS-1相关基因表达，促进捕食细菌对猎物的杀伤作用。
• 通过EMSA和磷酸化实验，发现RltA直接结合到T6SS-1启动子区域，调控基因表达，且该过程依赖于Gly的刺激。
• 该两步定位机制不仅适用于S. aureus，还可在其他G+细菌如Micrococcus luteus中发挥作用，且在G−细菌如Thalassospira sp.中也观察到类似现象，表明该机制在细菌捕食中具有广泛适用性。

研究意义与展望
该研究揭示了细菌捕食行为中一种新型的两步定位系统（phPLUS），并展示了肽聚糖水解酶及其产物在微生物相互作用中的信号传导功能。未来可进一步探索其他捕食系统是否也采用类似机制，以及LssL介导的信号是否在细菌群体行为中具有更广泛的作用。此外，该系统在合成微生物群落调控、生物防治及生态工程中具有潜在应用价值。

 

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结语
本研究首次报道了由LssL介导的两步定位机制在细菌捕食中的作用。这一机制涉及捕食细菌通过分泌LssL水解猎物细胞壁，释放Gly作为信号分子，激活下游的RltB/RltA系统，进而促进捕食细菌的定向运动及毒力基因表达。研究强调了肽聚糖水解酶在微生物相互作用中的多重角色，并提出了phPLUS系统作为捕食细菌在复杂环境中主动定位猎物的新策略。该发现不仅丰富了我们对细菌捕食机制的理解，也为微生物群落动态模拟及生态调控提供了新的理论基础。

 

Huihui Song, Yuxiang Zhu, Zhelin Qu, Lu Deng, and Yan Wang. Two-step localization driven by peptidoglycan hydrolase in interbacterial predation. The ISME Journal.