近日，Nature Communications在线发表了中国科学院上海免疫与感染研究所晁彦杰研究组的研究论文：RNA interactome of hypervirulent Klebsiella pneumoniae reveals a small RNA inhibitor of capsular mucoviscosity and virulence。该研究聚焦于高毒力高耐药超级细菌的致病机制，利用自主研发的微生物活细胞RNA-RNA互作组研究技术（iRIL-seq），揭示了高毒力肺炎克雷伯菌的非编码RNA调控网络图谱，发现非编码小RNA通过靶向一个新型毒力因子从而有效抑制超级细菌感染与疾病发生。 

　　非编码小RNA是原核病原微生物中数量最多的一类转录后调控因子，通过与靶标mRNA进行直接互作配对，调节靶标mRNA的翻译或降解过程，在细菌毒力、抗生素耐药、营养代谢、压力应激、生物膜合成、群体感应等许多生物学过程中发挥重要的作用。该研究利用一项近期自主开发的微生物活细胞RNA-RNA互作组学研究技术iRIL-seq (Nature Commun，2023,14:8106)，全面建立了高毒力肺炎克雷伯菌中的RNA-RNA互作网络，发现了多个非编码小RNA调控荚膜多糖合成相关基因表达与荚膜黏性的直接证据。 

　　图1. RNA-RNA互作组揭示高毒力肺炎克雷伯菌中荚膜多糖基因的RNA调控网络 

　　基于RNA-RNA互作组数据，研究人员筛选测试了20多个非编码小RNA，发现ArcZ对荚膜黏性具有最强烈的抑制作用，能够显著抑制高毒力肺炎克雷伯菌感染小鼠致病。ArcZ的抑制作用高度保守，不受菌株基因型与荚膜型的影响，在高毒力且高耐药临床菌株中仍有显著效果，表明ArcZ是一种具有临床治疗潜力的强效RNA抑制剂。研究进一步发现了激活ArcZ转录表达的碳源代谢信号与相关转录因子CRP；鉴定了ArcZ调控的下游靶标基因mlaA和fbp，分别编码了外膜磷脂转运蛋白MlaA和果糖磷酸酶Fbp，证明ArcZ利用RNA-RNA碱基互作机制在转录后水平抑制mlaA与fbp mRNA的翻译表达，揭示了一个全新的CRP-ArcZ-MlaA高黏性荚膜调控通路。 

　　图2. 高毒力肺炎克雷伯菌非编码小RNA ArcZ抑制毒力荚膜黏性的分子机制 

 外膜磷脂转运蛋白MlaA不直接参与荚膜多糖的合成，该研究进一步阐明了MlaA调控高黏性的分子机制。通过对mlaA基因进行敲除、基因组回补、蛋白关键位点突变等深入分析，意外发现MlaA蛋白及其介导的磷脂转运活性对荚膜高黏性和致病性都至关重要，是一个尚未被报道的新型毒力因子。缺失MlaA不仅导致高毒力肺炎克雷伯菌荚膜黏性显著降低，而且造成细菌毒力大幅下降，丧失感染小鼠的能力。因此，该研究不仅揭示了一个高毒力超级细菌感染致病的新型毒力机制，而且发现了靶向抑制该毒力机制的非编码RNA分子，为开发新型抗感染药物和超级细菌疫苗提供了新的思路与方向。 

　　中国科学院上海免疫与感染研究所晁彦杰研究员为该论文唯一通讯作者；晁彦杰课题组助理研究员吴可菁、博士研究生林星宇、硕士研究生陆雨洁为论文共同第一作者。该工作得到了北京大学第三医院沈宁、郑佳佳的帮助。 

（来源：BioArtMED） 

　　原文出处：Wu K, Lin X, Lu Y, Dong R, Jiang H, Svensson SL, Zheng J, Shen N, Camilli A, Chao Y. RNA interactome of hypervirulent Klebsiella pneumoniae reveals a small RNA inhibitor of capsular mucoviscosity and virulence. Nat Commun. 2024 Aug 13;15(1):6946. doi: 10.1038/s41467-024-51213-z. PMID: 39138169; PMCID: PMC11322559. 

图文来源：中国疾病预防控制中心

封面图来源：网络

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