霍乱细菌毒性的激活与DNA结合蛋白质有关

　　由巴塞罗那生物医学研究所(IRB Barcelona)和巴塞罗那分子生物学研究所(IBMB-CSIC)的Miquel Coll博士领导的研究小组，与美国底特律大学(University of Detroit Mercy)的Eric Krukonis博士领导的研究人员合作，揭示了与导致这种细菌毒性的基因的两个启动子的DNA结合的ToxR蛋白的原子结构。

　　

• 来自巴塞罗那IRB、CSIC和底特律大学的科学家们发现了与DNA结合的ToxR蛋白的原子结构。

• 这种转录因子通过激活各种基因来调节引起霍乱的霍乱弧菌的毒力。

• 这项研究已发表在PNAS。
    

了解引发疾病的分子机制对于确定新的治疗方法至关重要。霍乱，一种由霍乱弧菌引起的疾病，也不例外。

由巴塞罗那生物医学研究所(IRB Barcelona)和巴塞罗那分子生物学研究所(IBMB-CSIC)的Miquel Coll博士领导的研究小组，与美国底特律大学(University of Detroit Mercy)的Eric Krukonis博士领导的研究人员合作，揭示了与导致这种细菌毒性的基因的两个启动子的DNA结合的ToxR蛋白的原子结构。

为了进行这项研究，科学家们使用了X射线衍射技术、同步辐射以及人工智能。

“ToxR是一种属于转录因子家族的蛋白质。它激活了toxT和ompU基因，导致霍乱毒素的产生。这种毒素会导致严重的腹泻和随之而来的脱水，如果不及时治疗，几天后就会致命，”Coll博士说。

这项研究表明，ToxR与细菌DNA中的多个调控序列结合，串联或倒置，反过来招募RNA聚合酶，转录基因的分子机器。

“我们所知道的是，当细菌到达人体肠道时，这种被称为ToxR的跨膜转录因子会接收到一个信号，因为它会检测到胆汁盐。该研究的第一作者阿尔伯特·卡纳尔斯博士解释说:“信号被转导，也就是说，它被传输，直到它到达细菌内部的DNA，从而引发毒性级联。”

“霍乱弧菌毒力基因的关键激活剂ToxR已经被各个实验室研究了多年，但它究竟是如何与DNA结合的一直是个谜。Eric Krukonis博士说:“这项研究表明，ToxR比特定的DNA序列更能识别DNA结构，为其与DNA的明显混杂结合提供了一些解释，并揭示了它在去除毒力基因中的抑制蛋白方面的作用，这些抑制蛋白阻止霍乱毒素等因子的表达，直到细菌进入宿主。”

被遗忘的流行病

霍乱是一种腹泻疾病，由摄入受霍乱弧菌污染的食物或水引起。虽然霍乱在许多发达国家已被根除，但在卫生条件差的国家，霍乱仍然对公共卫生构成威胁，是不平等和缺乏社会发展的一个指标。

根据世界卫生组织(世卫组织)的资料，在19世纪，霍乱从印度的恒河三角洲传播到世界大部分地区。迄今为止，这种细菌已引起多达六、七次大流行，造成各大洲数百万人死亡。我们目前正在经历一种传染病的第七次大流行，这种传染病在许多发展中国家流行，对儿童的影响尤其严重。

2022年，29个国家报告了霍乱病例，其中海地、马拉维、也门和叙利亚报告了大规模流行病暴发。近年来，全球范围内的病例增加，数量越来越多，范围越来越广，也越来越严重，这在很大程度上是由于气候变化，气候变化导致了洪水、干旱和大规模移民。武装冲突和自然灾害也限制了饮用水，助长了疾病的传播。2023年，霍乱在全球卷土重来，给联合国儿童基金会和世卫组织敲响了警钟。

ToxR activates the Vibrio cholerae virulence genes by tethering DNA to the membrane through versatile binding to multiple sites