沙門氏菌生物菌膜形成的分子調(diào)控研究進(jìn)展

王虎虎，何淑雯，胡海靜，白 云，邵良婷，徐幸蓮

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 肉品加工與質(zhì)量控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210095）

食源性致病菌是危害公眾健康和食品安全的主要因素[1]，全球范圍內(nèi)的污染調(diào)查結(jié)果顯示，在所有食源性致病菌中，沙門氏菌每年引發(fā)的食物中毒事件數(shù)量位居首位[2-3]。污染溯源結(jié)果顯示大量的微生物污染主要來源于交叉污染，存活于食品加工設(shè)備表面的黏附細(xì)菌和生物菌膜是引起交叉污染的源頭和傳播中心[4-5]。生物菌膜是細(xì)菌黏附行為最為突出的表現(xiàn)，也被稱為生物膜或生物被膜，指菌體吸附于固體材料表面（如食品加工設(shè)備中的不銹鋼、塑料和玻璃等），并通過增殖、分泌胞外基質(zhì)而形成的具有一定空間結(jié)構(gòu)的細(xì)菌群體[6]。相比于浮游態(tài)，黏附菌體對食品消毒劑的抵抗性提高了成百上千倍，并可促進(jìn)毒力和耐藥基因在細(xì)菌種屬間的水平轉(zhuǎn)移，對食品安全具有重大危害。在生物菌膜形成過程中，初始黏附和生物菌膜成熟是最為重要的兩個(gè)階段，初始黏附與菌體的黏附潛能密切相關(guān)，而生物菌膜成熟直接由胞外多聚物（extracellular polymeric substances，EPS）決定，這兩個(gè)過程均受相關(guān)基因通路的調(diào)控，因此初始黏附和EPS及其調(diào)控通路是研究生物菌膜的主要聚焦點(diǎn)。本文在闡述黏附輔助體（菌毛和鞭毛）和EPS對生物菌膜形成的具體作用基礎(chǔ)上，重點(diǎn)論述了mRNA和非編碼小RNA（non-coding small RNA，sRNAs）對生物菌膜形成的調(diào)控途徑、機(jī)制和作用模式。

1 生物菌膜的mRNA調(diào)控通路

在生物菌膜形成的初始階段，菌體結(jié)構(gòu)（如鞭毛和菌毛）在靠近并附著于接觸物表面的過程中起主要作用。鞭毛、I型菌毛和IV型菌毛對菌體與各類接觸物表面的初始相互作用至關(guān)重要，能使細(xì)菌沿著接觸物表面移動(dòng)，從而促進(jìn)生物菌膜的生長和擴(kuò)散[7-8]（圖1）。在生物菌膜成熟期，主要靠EPS包裹菌體并維持三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，細(xì)菌從浮游態(tài)轉(zhuǎn)化為黏附態(tài)的過程中，控制相關(guān)菌體結(jié)構(gòu)和EPS合成的mRNA調(diào)控通路發(fā)揮了重要作用，直接決定生物菌膜形成能力。

圖1 生物菌膜形成模型[8]Fig. 1 Model for biofilm formation[8]

1.1 鞭毛調(diào)控

浮游菌首先與接觸物表面接觸實(shí)現(xiàn)初始黏附，進(jìn)而形成生物菌膜，此過程主要由鞭毛介導(dǎo)的移動(dòng)性主導(dǎo)，菌體可通過鞭毛的牽引作用克服排斥力后移動(dòng)至接觸物表面[9]，這是細(xì)菌黏附的先決條件。鞭毛由基體、鞭毛鉤和鞭毛絲3 個(gè)部分組成[10]。根據(jù)鼠傷寒沙門氏菌的鞭毛調(diào)節(jié)基因模型，在轉(zhuǎn)錄層面的鞭毛操縱子分為3 類，第1類僅包含flhDC1 個(gè)操縱子，第2類包含7 個(gè)操縱子（flgA、flgB、flhB、fliA、fliE、fliF和fliL），均受第1類操縱子的正調(diào)控，第3類包含至少5 個(gè)操縱子（flgK、tar、motA、fliC和fliD）。鞭毛操縱子的順序表達(dá)與鞭毛結(jié)構(gòu)的組裝過程相關(guān)聯(lián)，所有與鉤體組裝有關(guān)的基因都屬于第2類，而與絲體組裝有關(guān)的基因都屬于第3類。以flhDC為核心的鞭毛形成通路[11]在細(xì)菌指數(shù)生長期被激活，flhDC激活由fliA編碼的σF因子以及fliA下游基因，這些元件共同調(diào)控菌體鞭毛的形成，并決定著菌體的移動(dòng)性能；同時(shí)，σF因子調(diào)控著由YhjH介導(dǎo)的YcgR蛋白表達(dá)，以此降低YcgR對鞭毛形成的抑制作用。盡管隨著黏附進(jìn)程的推進(jìn)，與鞭毛形成的關(guān)聯(lián)基因被顯著下調(diào)，但不可否認(rèn)的是鞭毛在菌體初始黏附階段和決定菌體移動(dòng)性能方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

1.2 菌毛調(diào)控

I型菌毛是腸桿菌科中常見的一種黏附細(xì)胞器，主要負(fù)責(zé)與宿主細(xì)胞的首次接觸以及宿主與病原體間的相互作用[12]。I型菌毛可通過I型黏附素FimH與接觸物表面之間的相互作用，非特異性地附著于多種接觸物表面，在生物菌膜形成的早期階段發(fā)揮重要作用[13-14]。腸炎沙門氏菌的I型菌毛參與菌體對不銹鋼或聚四氟乙烯等表面的黏附[15]。IV型菌毛是常見的細(xì)菌表面附屬結(jié)構(gòu)，IV型菌毛通過聚合而伸長，通過解聚而回縮，其長度是動(dòng)態(tài)變化的，該特性對于細(xì)菌在接觸物表面的定植具有重要作用。在回縮過程中，當(dāng)IV型菌毛附著到接觸面時(shí)，會(huì)向該接觸面施加非常大的力，該力可以觸發(fā)細(xì)菌的蹭行移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)細(xì)菌在接觸物表面的移動(dòng)[16]。同時(shí)，IV型菌毛能夠通過穩(wěn)定菌體與接觸物表面的相互作用和對抗菌體-菌體間的靜電斥力促進(jìn)微菌落和細(xì)菌單層形成[9]，為生物菌膜的形成奠定基礎(chǔ)。腸道沙門氏菌中，僅在嚴(yán)格適應(yīng)人類的傷寒血清型中檢測到IV型菌毛，組裝其所必需的11 個(gè)基因在沙門氏菌“致病島”上的菌毛操縱子中均存在，這些基因是該菌黏附至人腸細(xì)胞所必需的[17]。

1.3 EPS調(diào)控

胞外基質(zhì)是生物菌膜的另一重要組分，主要由EPS構(gòu)成，根據(jù)具體功能，不同的EPS可被劃分為結(jié)構(gòu)性、吸附性、表面活性和信息性等多種類型。EPS在生物菌膜形成中的主要作用包括但不限于[18-19]：1）浮游菌與基質(zhì)接觸時(shí)，通過分泌EPS可實(shí)現(xiàn)迅速而牢固的黏附；2）局部的EPS分泌會(huì)引起細(xì)菌的滑動(dòng)，允許其趨向更佳的生長條件或與其他微生物獲得聯(lián)系；3）細(xì)菌在胞外分泌大量的EPS，有利于生物菌膜穩(wěn)定；4）生物菌膜成熟后，EPS的持續(xù)產(chǎn)生能將部分細(xì)胞推離接觸物表面，使其進(jìn)入流動(dòng)相并脫離生物菌膜。

沙門氏菌EPS的主要成分有纖維素、淀粉樣卷曲纖維、莢膜異多糖酸等。其中，纖維素（αβ-1-4-D-葡萄糖聚合物）是一種結(jié)構(gòu)性EPS，能夠與其他胞外組分交織形成三維結(jié)構(gòu)，促進(jìn)細(xì)胞間相互作用，并保護(hù)細(xì)胞免受不利環(huán)境的侵害。它的合成需要bcsABZC-bcsEFG操縱子編碼的基因參與。卷曲纖維蛋白是一種淀粉樣蛋白物質(zhì)，其在大腸桿菌中的生物合成已被廣泛地報(bào)道[20]，同源操縱子在沙門氏菌屬中已被鑒定出，并被命名為agfBA和agfDEFG；腸炎沙門氏菌能夠產(chǎn)生多種類型的卷曲纖維蛋白，包括SEF14、SEF17、SEF18和SEF21，它們具有黏附到特氟龍和不銹鋼等多種接觸物表面的能力[21]。莢膜異多糖酸是一種復(fù)雜的支鏈聚合物，其合成需要wca基因座中攜帶的19 個(gè)基因；無法合成莢膜異多糖酸的突變體可以形成一到兩層細(xì)胞厚的致密層，但無法構(gòu)建更復(fù)雜的多層生物菌膜[22]。在黏附基質(zhì)形成通路中，csgD是生物菌膜形成的核心調(diào)控元件，其在細(xì)菌指數(shù)生長末期和穩(wěn)定期大量轉(zhuǎn)錄表達(dá)，并受溫度、氧分壓、高滲透壓和酸度等外源應(yīng)激因子的調(diào)控[23]，這也是菌體能夠快速響應(yīng)環(huán)境變化并適應(yīng)存活的分子基礎(chǔ)；csgD幾乎決定了所有黏附體EPS的形成和分泌，它通過csgB、adrA、bapA和yihW等基因的調(diào)控實(shí)現(xiàn)對菌毛、菌體纖維素和表面黏性蛋白等黏附因子的合成控制，綜合調(diào)控黏附聚集體的最終形成和穩(wěn)定性。

1.4 其他調(diào)控通路

RpoS（σS）是一種細(xì)菌系統(tǒng)調(diào)控元件，調(diào)控著500多種與穩(wěn)定期生長和脅迫響應(yīng)關(guān)聯(lián)的基因，可為生物菌膜中的菌體提供強(qiáng)大的保護(hù)。沙門氏菌生物菌膜形成過程中，超過25%的與rpoS調(diào)控有關(guān)的基因表達(dá)都會(huì)顯著上調(diào)[24-25]。同時(shí)，生長穩(wěn)定期菌體內(nèi)csgD的表達(dá)及其對csgB和adrA的調(diào)控也會(huì)顯著依賴于rpoS，同時(shí)rpoS可以激活與移動(dòng)性能有關(guān)的通路進(jìn)而對生物菌膜產(chǎn)生影響。

c-di-GMP是細(xì)菌體內(nèi)一類重要的第二信使，它是三磷酸鳥苷在二鳥苷酸環(huán)化酶、磷酸二酯酶等物質(zhì)生化反應(yīng)下的最終產(chǎn)物，該信號(hào)分子通過與關(guān)聯(lián)蛋白（CsgD、BcsA和AdrA等）結(jié)合改變活性方式，促進(jìn)菌毛和菌體纖維素的形成或抑制菌體移動(dòng)性從而參與生物菌膜的形成調(diào)控；已證實(shí)菌體纖維素的合成完全依賴于體內(nèi)c-di-GMP水平，且菌體對該信號(hào)分子的自我利用沒有形成來源偏好性[26]。

除上述通路外，沙門氏菌內(nèi)還存在phoP/Q、csrA-barA/sirA、csr和Rcs等與菌體黏附行為有關(guān)的其他輔助調(diào)控通路[26-28]，這些通路通過影響菌體的黏附潛能、移動(dòng)性能、外膜蛋白、抗應(yīng)激能力、二級代謝、EPS和細(xì)菌趨向性等途徑調(diào)控生物菌膜形成。

2 sRNA對生物菌膜的調(diào)控效應(yīng)

2.1 sRNA簡介

sRNAs是近年來在原核生物中發(fā)現(xiàn)的一類新型轉(zhuǎn)錄后調(diào)控因子，廣泛存在于沙門氏菌等食源性致病菌中。sRNA的長度介于50～500 nt之間，在基因組中被轉(zhuǎn)錄但不翻譯蛋白質(zhì)，其轉(zhuǎn)錄通常始于可折疊形成穩(wěn)定莖環(huán)結(jié)構(gòu)的基因序列，終止于Rho不依賴的轉(zhuǎn)錄終止子[29]。sRNAs主要通過兩種方式發(fā)揮調(diào)控作用[30]：1）通過“堿基互補(bǔ)配對”的方式抑制靶mRNA的翻譯或降解，該過程通常需要伴侶蛋白Hfq的參與協(xié)助[31]，這也是sRNA最主要的調(diào)控方式；2）通過模仿核酸結(jié)構(gòu)調(diào)控靶標(biāo)蛋白質(zhì)活性，sRNAs競爭性結(jié)合調(diào)控蛋白（RNA結(jié)合蛋白）的靶標(biāo)mRNA，抑制靶標(biāo)蛋白的功能發(fā)揮。sRNAs對細(xì)菌生理代謝功能的調(diào)控已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一，部分研究機(jī)構(gòu)建立專門的sRNAs資源庫平臺(tái)，供全球?qū)W者研究共享，如Rfam、sRNATarBase和BSRD（bacterial small regulatory RNA database）等。

沙門氏菌是學(xué)者們研究細(xì)菌sRNAs的模式菌株之一，尤其是鼠傷寒血清型，目前針對該血清型的研究最為集中和系統(tǒng)。研究人員利用微矩陣、生物信息學(xué)預(yù)測、高通量測序等技術(shù)手段，現(xiàn)已在沙門氏菌中發(fā)現(xiàn)了140多個(gè)sRNAs，有些sRNAs在沙門氏菌屬內(nèi)保守，如IsrL和InvR；有些是某種血清型特有，如sRNA Stnc1400只存在于鼠傷寒和乙型副傷寒血清型的某些菌株中[32]。沙門氏菌的sRNAs參與了菌體生長存活、毒性侵襲、黏附和耐受應(yīng)激等多種代謝調(diào)控[33-35]。

2.2 sRNA對移動(dòng)性的調(diào)控

細(xì)菌的移動(dòng)性在生物菌膜形成的早期發(fā)揮重要作用[10]，Kearns將細(xì)菌移動(dòng)劃分為叢動(dòng)、泳動(dòng)和蹭行等多種方式[36]。上述移動(dòng)方式主要由鞭毛和菌毛等器官提供動(dòng)力。目前，已有諸多研究表明sRNA參與了沙門氏菌移動(dòng)性的調(diào)控。在鼠傷寒沙門氏菌中，sRNA SroC能夠通過下調(diào)flhBAE和fliE基因的表達(dá)以調(diào)節(jié)鞭毛的合成，且SroC過表達(dá)的野生株呈現(xiàn)出了非鞭毛表現(xiàn)型[37]。Ryan等發(fā)現(xiàn)sRNA DsrA的缺失降低了鼠傷寒沙門氏菌的移動(dòng)性能，并指出DsrA可能具有上調(diào)鞭毛結(jié)構(gòu)蛋白基因fliC和fljB的作用[35]。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)參與運(yùn)動(dòng)性和趨化性的3 個(gè)基因（flgJ、cheY和fliF）的轉(zhuǎn)錄受sRNA RyhB同源物RyhB-2下調(diào)[38]。另外sRNA McaS可通過與flhD5’-UTR中的兩個(gè)區(qū)域結(jié)合而直接激活鞭毛合成的主要轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子flhDCmRNA，從而導(dǎo)致細(xì)菌運(yùn)動(dòng)性的增強(qiáng)[39]。國內(nèi)學(xué)者陸仁飛等發(fā)現(xiàn)鼠傷寒沙門氏菌sRNA S2959通過上調(diào)flhD、fliA和fljB的mRNA水平促進(jìn)鞭毛的表達(dá)，進(jìn)一步提高細(xì)菌的移動(dòng)和菌膜形成能力[40]。

在其他細(xì)菌中也發(fā)現(xiàn)sRNA參與菌體的移動(dòng)性能調(diào)控，在大腸桿菌中發(fā)掘出9 種能夠同時(shí)抑制泳動(dòng)和叢動(dòng)的sRNA[41]，研究發(fā)現(xiàn)GlmY可導(dǎo)致泳動(dòng)能力的大幅下降，但對叢動(dòng)的影響較為輕微；與之相反，SgrS（一種抑制葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)的sRNA）能顯著抑制叢動(dòng)，但對泳動(dòng)作用甚微。此外，研究表明蹭行運(yùn)動(dòng)部分取決于prrF基因座，揭示了sRNA PrrF與運(yùn)動(dòng)性之間的新型聯(lián)系[42]。

2.3 sRNA對EPS的調(diào)控

csgD是控制生物菌膜形成的核心轉(zhuǎn)錄因子，能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生卷曲菌毛和纖維素以及調(diào)控c-di-GMP所需的csgBAC操縱子的表達(dá)。csgD的表達(dá)在轉(zhuǎn)錄后層面至少受到5 個(gè)Hfq依賴型sRNA的調(diào)控，分別為OmrA、OmrB、GcvB、McaS和RprA[43]，均能與csgDmRNA的5’非編碼區(qū)（長約150 nt）發(fā)生堿基互補(bǔ)配對，通過封閉核糖體結(jié)合位點(diǎn)、干擾翻譯起始因子而發(fā)揮阻遏作用。這些sRNA分別屬于不同的調(diào)節(jié)子，并且在不同的生長條件下表達(dá)。

在響應(yīng)高滲透壓下，OmrA/OmrB的表達(dá)由EnvZ-OmpR進(jìn)行調(diào)控，在適合細(xì)菌浮游生長的條件下，OmrA/OmrB的過表達(dá)可能導(dǎo)致csgD的下調(diào)，進(jìn)而造成卷曲菌毛的減少。sRNA GcvB是氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)的轉(zhuǎn)錄后總調(diào)節(jié)因子，由參與調(diào)節(jié)甘氨酸裂解系統(tǒng)的兩個(gè)主要轉(zhuǎn)錄因子GcvA和GcvR進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠在響應(yīng)氨基酸可獲得性時(shí)抑制csgD的表達(dá)。McaS是腸桿菌中一種重要的sRNA，由碳源的質(zhì)量和生長速率激活[43-44]，可通過結(jié)合csgD和flhCDmRNA并反向?qū)ζ湔{(diào)控而不利于生物菌膜形成：在McaS缺失的情況下，csgD會(huì)發(fā)生上調(diào)，而McaS表達(dá)量的增加會(huì)激活鞭毛主調(diào)節(jié)子flhDC的合成。依賴McaS的生物菌膜調(diào)控較為復(fù)雜，因?yàn)樵搒RNA還能夠激活聚-N-乙酰氨基葡萄糖（一種廣泛存在于生物菌膜胞外基質(zhì)中的多糖），導(dǎo)致形成獨(dú)立于CsgD途徑的生物菌膜[45]。sRNA RprA在應(yīng)激時(shí)被激活，能夠正向調(diào)控一般應(yīng)激反應(yīng)σS，一旦細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)轲じ綉B(tài)，RpoS就會(huì)激活csgD的表達(dá)和卷曲纖維蛋白的生物合成，而RprA則會(huì)通過二鳥苷酸環(huán)化酶YdaM抑制csgD表達(dá)。此外，RprA能夠在卷曲纖維蛋白存在情況下調(diào)節(jié)莢膜異多糖酸和纖維素的合成，為了平衡響應(yīng)特定環(huán)境刺激所必需的EPS組分的表達(dá)[45]。

2.4 sRNA對其他核心通路的調(diào)控

在σS控制的一般應(yīng)激反應(yīng)的誘導(dǎo)中，DsrA、ArcZ和RprA3 種sRNA起到了重要作用[25,46-49]。其中，DsrA決定了當(dāng)細(xì)胞處于低溫（＜25 ℃）或暴露于高滲透壓時(shí)RpoS的累積及其活性的保持。RprA由Rcs激活，能直接抑制包括鞭毛合成基因在內(nèi)的其他基因；滲透壓升高也可誘導(dǎo)Rcs系統(tǒng)，在DsrA缺失的情況下，RprA能夠在滲透壓沖擊條件下激活rpoS的翻譯；并且，RprA激活的rpoS翻譯有助于確保生物菌膜成熟過程中RpoS的正確定時(shí)表達(dá)。ArcZ由雙組分系統(tǒng)ArcB/ArcA負(fù)調(diào)控，ArcZ從最初120 nt轉(zhuǎn)錄本的3’末端被加工成56 nt的RNA，56 nt的ArcZ可與rpoS發(fā)夾配對，采用與DsrA和RprA類似的方式激活rpoS翻譯；在有氧條件下，ArcZ表達(dá)良好，但在無氧條件下，ArcA抑制ArcZ表達(dá)，從而間接地下調(diào)rpoS翻譯。

研究表明，c-di-GMP的水平直接或間接地受到sRNA的調(diào)節(jié)。在腸桿菌中對c-di-GMP水平的間接調(diào)節(jié)已確定與生物膜調(diào)節(jié)因子CsgD相關(guān)。CsgD能夠激活鳥苷酸環(huán)化酶AdrA，并促進(jìn)c-di-GMP的合成。另一方面，CsgD反過來通過鳥苷酸環(huán)化酶YdaM受到c-di-GMP的作用，從而對卷曲菌毛的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控。CsgD和YdaM均受sRNA RprA負(fù)調(diào)控[49]，RprA產(chǎn)生的負(fù)前饋環(huán)能直接下調(diào)CsgD和YdaM所控制的基因，確保c-di-GMP維持在低水平。群體感應(yīng)反應(yīng)所需的合酶LuxS參與了鼠傷寒沙門氏菌生物菌膜的形成過程，luxS突變株的生物菌膜表型取決于sRNA MicA，且該sRNA的平衡濃度對于生物菌膜形成至關(guān)重要，但其具體作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究[50]。

CsrB和CsrC是兩個(gè)經(jīng)過充分研究的sRNA，能夠通過控制游離CsrA/RsmA蛋白的水平以觸發(fā)生物菌膜形成。近年來，對CsrB和CsrC作為細(xì)菌基因表達(dá)調(diào)控因子的研究大幅增加；CsrB/CsrC和CsrA的直系同源物已在許多其他伽瑪變形桿菌中鑒定出來，包括腸炎沙門氏菌、假單胞菌（RsmX/RsmY/RsmZ和RsmA）、弧菌（CsB、CsrC/CsrD和CsrA）和耶爾森菌（CsrB/CsrC和CsrA）等[45]。

2.5 sRNA對生物菌膜的調(diào)控模式

黏附行為是沙門氏菌應(yīng)對外源環(huán)境脅迫而常采取的一種自我保護(hù)性行為，同時(shí)也是發(fā)揮菌體侵襲毒性的先決基礎(chǔ)。以沙門氏菌和大腸桿菌為代表的腸桿菌科sRNAs主要通過以下4 種模式發(fā)揮其對黏附行為的調(diào)控作用（圖2）。

圖2 sRNAs對黏附行為的調(diào)控模式[11]Fig. 2 Regulation patterns of sRNAs on Salmonella adhesion[11]

模式一：抑制鞭毛產(chǎn)生、促進(jìn)生物菌膜形成。該模式是sRNAs調(diào)控黏附行為的經(jīng)典模式，ArcZ是該模式下研究的最為清楚也最有代表性的sRNAs[51]，沙門氏菌基因組中16%的基因表達(dá)都與ArcZ有關(guān)，其可通過堿基配對的方式直接與flhDC5’-UTR發(fā)生結(jié)合從而抑制鞭毛的形成；在ArcB/ArcA雙組分系統(tǒng)的參與下，ArcZ可激活對csgD表達(dá)具有促進(jìn)作用的rpoS轉(zhuǎn)錄[52-53]，并顯著降低菌體泳動(dòng)能力。此外，DsrA和GadY也具有此類模式的調(diào)控功能。模式二：促進(jìn)鞭毛產(chǎn)生、抑制生物菌膜形成。該模式是沙門氏菌sRNAs調(diào)控黏附行為的一種潛在模式，McaS是細(xì)菌碳循環(huán)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的重要組成，其可通過結(jié)合flhD5’-UTR的序列直接激活flhDC，并通過與csgD的5’端部分結(jié)合，降低csgD表達(dá)[11]，同時(shí)誘導(dǎo)csgD發(fā)生自我降解[44]，在最適生長的37 ℃下該sRNA的調(diào)控作用最為顯著[25]。模式三：雙重抑制模式。該模式下sRNAs對鞭毛表達(dá)和生物菌膜形成具有雙重抑制作用，代表性sRNAs有OmrA/B，其可直接抑制由OmpR介導(dǎo)的鞭毛合成和FlgM的形成[54]，并降低卷曲纖維蛋白菌毛和菌體纖維素的形成量[55-56]；菌體生長環(huán)境中的應(yīng)激條件可誘導(dǎo)OmrA/B高效轉(zhuǎn)錄，在高滲透壓應(yīng)激下此類調(diào)控模式尤為顯著。模式四：多重效應(yīng)模式。此狀態(tài)下的代表性sRNAs有RprA，其過量轉(zhuǎn)錄可直接下調(diào)csgD。特定條件下，RprA可作為激活因子直接誘導(dǎo)σS介導(dǎo)的調(diào)控因子，并通過抑制YdaM表達(dá)進(jìn)而間接干預(yù)csgD的轉(zhuǎn)錄；當(dāng)csgD足量表達(dá)時(shí)，RprA也是其潛在的結(jié)合目標(biāo)，進(jìn)而降低RprA與其他調(diào)控mRNA的結(jié)合效率[49]。

3 結(jié) 語

沙門氏菌生物菌膜廣泛存在于食品工業(yè)中，揭示其形成過程和影響因素是研發(fā)針對性控制措施的先決基礎(chǔ)。本文在總結(jié)前人研究發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，從決定細(xì)菌生物菌膜形成過程中最為重要的兩個(gè)因素——黏附輔助體（菌毛和鞭毛）和EPS入手，系統(tǒng)論述了其在黏附過程中的詳細(xì)作用，及其在mRNA轉(zhuǎn)錄層面上以csgD、flhDC、rpoS等為核心的調(diào)控通路，并重點(diǎn)在轉(zhuǎn)錄后層面上闡述了sRNA對鞭毛組裝和胞外分泌物調(diào)控的作用模式?？v觀目前的研究進(jìn)展以及生物菌膜與食品工業(yè)的關(guān)系，在該領(lǐng)域今后的研究中需重點(diǎn)關(guān)注：1）闡明特定食品加工和貯藏環(huán)境對沙門氏菌生物菌膜形成的影響，尤其是在外源物理和化學(xué)應(yīng)激條件下的形成過程；2）借助現(xiàn)代組學(xué)技術(shù)，在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后等水平上挖掘更多、更詳盡的生物菌膜調(diào)控通路，尤其是針對全球范圍內(nèi)沙門氏菌污染高、毒性強(qiáng)的血清型；3）解析生物菌膜中關(guān)鍵組分的相互作用及其對黏附體空間特征結(jié)構(gòu)的維持效應(yīng)；4）利用現(xiàn)代微觀成像和示蹤技術(shù)可視化解析沙門氏菌的黏附與生物菌膜形成過程。