華大在線訊（通訊員 李韌 朱瀟瀟）近日,，國際著名學(xué)術(shù)期刊Nature Communications《自然通訊》（Nature綜合類子刊）發(fā)表了我校生命科學(xué)學(xué)院戴雄風(fēng),、朱曼璐團隊關(guān)于細菌統(tǒng)籌生長調(diào)控與環(huán)境響應(yīng)研究方向的最新進展,。論文題目為“Plasmid-encoded phosphatase RapP enhances cell growth in non-domesticatedBacillus subtilisstrains”,。朱曼璐教授為該論文的獨立第一作者,，戴雄風(fēng)教授為該論文的獨立通訊作者,，我校為該論文的獨立完成單位,。

細菌是大自然設(shè)計的一個極其精巧的微型生命系統(tǒng),，這個微型的生命系統(tǒng)可以對外界的各種環(huán)境做出極其迅速精細的響應(yīng)。從整體層面來說,，細菌系統(tǒng)最為核心的功能包括兩方面：生長增殖與環(huán)境適應(yīng),。然而由于資源配置的競爭以及生理代謝瓶頸，細菌的生長繁殖與環(huán)境適應(yīng)常常存在全局層面上的權(quán)衡問題：細菌中與環(huán)境適應(yīng)密切相關(guān)的表型如逆境存活能力,、適應(yīng)波動營養(yǎng)能力,、抗生素耐藥性、游動性常常與生長速率存在此消彼長的關(guān)系,，也是“魚與熊掌不可兼得”的難題,。該團隊近期研究工作分別揭示了細菌生長與存活以及適應(yīng)波動營養(yǎng)能力的權(quán)衡關(guān)系，然而細菌中是否存在精巧的調(diào)控系統(tǒng)幫助自身規(guī)避,、破解權(quán)衡問題依舊模糊不清,。

圖示：RapP蛋白幫助芽孢桿菌統(tǒng)籌優(yōu)化生長調(diào)控與環(huán)境適應(yīng)，破解“魚與熊掌不可兼得”難題

在這項最近的研究中，該團隊對枯草芽孢桿菌的生長生理特性進行了全面研究,，發(fā)現(xiàn)與廣泛使用的枯草芽孢桿菌168菌株相比,，祖先菌株（ancestralstrain）NCIB3610菌株在眾多碳源中的生長速率都要顯著高于168菌株。進一步分析表明祖先菌株攜帶的內(nèi)生質(zhì)粒pBS32中帶有一個編碼磷酸酶的rapP基因,。RapP磷酸酶在指數(shù)生長期可以有效阻斷Spo0F-Spo0A逆境響應(yīng)途徑的滲漏表達,，降低細菌在逆境響應(yīng)途徑中的無用消耗，幫助細菌最大化生長速率（圖A：雙閥水龍頭模型）,。另一方面,，當(dāng)細菌進入營養(yǎng)饑餓狀態(tài)時，RapP的存在使得祖先菌株可以急劇快速地激活逆境響應(yīng)途徑,，進入環(huán)境適應(yīng)模式（圖B）,。因此RapP通路通過精準(zhǔn)的適時調(diào)控（Just-in-time regulation）幫助細菌實現(xiàn)了在生長調(diào)控與環(huán)境適應(yīng)的優(yōu)化統(tǒng)籌調(diào)控，成功破解“魚與熊掌不可兼得”的權(quán)衡難題,。

該工作得到了國家自然科學(xué)基金,、國家重點研發(fā)計劃（青年科學(xué)家項目）、華中師范大學(xué)“學(xué)者名師支持計劃”以及中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費的資助,。

附論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-53992-x

（審讀人：萬翠紅 徐芬）