副溶血弧菌广泛存在于浅海的海水中,附着在一些海洋虾蟹类和软体生物的体表生长繁殖,是一种重要的食源性致病菌。人们食用被该菌污染的食物后会导致急性胃肠炎,中毒者的粪便多呈水样,且常混有粘液或脓血,重症患者还可出现脱水、休克、昏迷,甚至死亡。此外,副溶血弧菌还可能会引发伤口感染和败血症。自从1950年被发现以来,副溶血弧菌常常表现为散发的流行方式。1996年,在印度的加尔各答市发现了一种新的O3:K6流行菌株,随后在东南亚、南北美洲,甚至欧洲和非洲的一些国家都发现了这种菌株及其变异株的流行,这表明副溶血弧菌出现了世界范围内的大流行。目前,在我国,特别是在一些沿海城市,副溶血弧菌食物中毒案例已在数量上超过沙门氏菌,成为首要的食源性致病菌。因而,有必要对副溶血弧菌的生物学特性、毒力因子、发病机制等进行深入的研究。副溶血弧菌为革兰染色阴性的嗜盐弧菌,在含NaCl 2%～4%的培养基中生长良好,最适生长温度为37℃,pH值范围是7.4～8.0。在自然界中,海水的温度一年四季都在不停的发生着变化,副溶血弧菌必须在冬天的时候幸存下来才能在海水温度升高时进行繁殖。副溶血弧菌寄生于海产品中,而海产品在收获后的各种加工处理过程中,必然会面临着清洗、冷冻储存、酸化处理等变化。人体的胃肠道正常体温一般为37℃,外界一般为低温环境。同时在人体的口腔和胃内,存在着低盐和酸性的环境。显而易见,副溶血弧菌的生活史决定了其必须适应外界环境和宿主的各种条件变化,才能感染宿主并在不同的环境条件下得以生存和繁殖,而在这些适应性反应中,必然会伴随着副溶血弧菌基因转录水平的改变。为了研究这种复杂的应对调节机制,我们根据副溶血弧菌在上述传播和感染过程中可能面临的“胁迫”环境,设计并实施了多个体外模拟刺激条件的转录谱分析,包括不同时间点的冷诱导刺激,不同低盐和酸性环境等刺激因素。牛磺胆酸在一些细菌和很多真核生物中,对糖、脂肪、蛋白质等物质代谢和一些离子及微量元素的调节中发挥着重要的作用。在副溶血弧菌寄存的海洋生物体内也存在丰富的牛磺胆酸资源,这些牛磺胆酸是否也被副溶血弧菌所利用以及如何利用,相关方面的研究还停留在刚刚起步阶段。我们根据上述情况,采用在改良的最小培养基中添加牛磺胆酸的条件,并采用不同的作用方式来模拟转录谱的变化分析。DNA芯片技术,具有快速、高效、大规模和高通量的技术特点,其应用于基因表达分析,使得基因功能与表达调控的研究由针对单个基因和蛋白质逐步分析迅速转向大规模平行和快速连续分析,并且可以对海量的数据进行整合和比较分析。我们实验室自主开发和研制了副溶血弧菌的全基因组DNA微点阵芯片,建立了芯片杂交方法,并应用这一技术平台对上述模拟上述的刺激条件进行了比较转录组学分析。应用全基因组DNA芯片单个体外条件的转录谱分析,我们得到了本研究多个体外环境压力下副溶血弧菌在细胞代谢和毒力因子等方面的特征转录谱。通过这些比较转录谱分析得到了在以上低温、低盐和酸性等胁迫条件下基因转录发生明显变化的基因,同时研究比较了在添加牛磺胆酸后副溶血弧菌整体基因代谢变化的规律,这也为今后的调控网络的研究提供了一定的理论依据。总体来讲,我们利用DNA芯片技术,对细菌冷应激反应的整体转录变化进行了一个连续的时相分析,并进行了分簇归类分析,描绘了细菌对冷刺激反应的全局性基因转录变化的概图。同时,我们对副溶血弧菌在低盐和酸性条件下的基因转录的独特的精细的变化情况进行了详尽的分析,并找到了涉及生长代谢和致病毒力因子等多个方面的转录表达调控变化的一些规律。总结了细菌在这些极限环境中独特的“节能”核心调控机制。并掌握了在添加牛磺胆酸刺激的情况下,副溶血弧菌在蛋白质、含硫氨基酸和谷氨酸等代谢方面的规律。这有助于下一步结合已有生物信息学资源对这些海量的数据进行生物学解读,为副溶血弧菌基因转录调控网络的构建和一些重要的毒力因子和功能分析研究提供了部分实验和理论依据。