近日,本实验室许钊葳副研究员等在EMBO Reports期刊(生物学I区)发表研究论文:c-di-GMP inhibits rRNA methylation and impairs ribosome assembly in the presence of kanamycin。该研究揭示了c-di-GMP与核糖体功能调控之间的关系,证明了该通路在细菌抗生素耐受中的作用。
该研究通过大肠杆菌蛋白质组芯片筛选出c-di-GMP与23S rRNA甲基转移酶RlmI和RlmE的结合。进一步的rRNA甲基化实验表明,c-di-GMP能够抑制RlmI活性,并在卡那霉素存在下调控核糖体组装。通过分子动力学模拟和位点突变实验,鉴定了c-di-GMP与RlmI在R64、R103、G114和K201残基上的结合位点。结构模拟分析进一步显示,c-di-GMP结合在RlmI的催化活性口袋,并诱导该口袋的闭合,进而抑制了RlmI活性。此外,研究发现c-di-GMP通过调控RlmI促进细菌对抗生素的耐受,但对其耐药性和持留性没有影响。最后,作者在细菌间RlmI同源物的序列比较中,发现c-di-GMP对rRNA调控机制中在多种致病菌中具有保守性,提示c-di-GMP调控RlmI的机制可能普遍存在。该研究揭示了c-di-GMP调控细菌抗生素耐受的新机制,发现了c-di-GMP调控rRNA甲基化抑制核糖体组装进而促进细菌对抗生素耐受。该发现不仅揭示了c-di-GMP与核糖体功能的调控关系,同时也补充了c-di-GMP调控细菌对抗生素响应机制的关键一环。
本实验室本科生于思琪、硕士研究生徐晓婷、加泰罗尼亚理工大学胡浙耀博士为本文共同第一作者,许钊葳副研究员、上海交通大学陶生策研究员、加泰罗尼亚理工大学Jordi Marti教授为共同通讯作者,该研究由国自然科学基金、福建省自然科学基金等资助。
文章链接:DOI: 10.1038/s44319-025-00377-w