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RsmA (Repressor of Secondary Metabolism)/CsrA(Carbon Storage Regulator)蛋白是一类RNA结合蛋白,通过与靶标基因mRNA结合影响基因的翻译。RsmA是一个全局性的转录后调控因子,参与调控多种不相关连的代谢途径如碳代谢、运动性、生物被膜的形成、毒性因子的产生、致病性、细菌群体感应和氧化应激等。本实验室的研究发现,十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,简称Xcc) rsmAxcc的缺失导致细胞聚集性增强、胞外多糖(Exopolysaccharide, EP S)产量下降及致病力降低。这说明,Rsm AXcc在生物被膜形成、EPS产生和致病过程中起重要作用,但作用机理还不清楚。本研究主要探讨RsmAXcc调控生物被膜形成的分子机制。环鸟苷二磷酸(cyclic diguanylate, c-di-GMP)是细菌中存在的第二信使分子。一般而言,当细胞内c-di-GMP浓度高时,细菌趋于静止发生聚集,有利于生物被膜形成；而浓度较低时,有利于运动性,细菌浮游生长。c-di-GMP的合成和降解分别由鸟苷酸环化酶(DGC)和磷酸二脂酶(PDE)控制,DGC的活性由GGDEF结构域决定,而PDE活性由EAL及HD-GYP结构域决定。Xcc8004全基因组注释37个编码GGDEF/EAL/HD-GYP结构域蛋白的基因。本研究发现,rsmAxcc缺失突变导致细胞内c-di-GMP含量显著升高；凝胶阻滞(EMSA)实验结果表明,RsmAXcc可与XC1803、XC1824、XC2228、XC2715 和 XC2866 5个基因mRNA的5’UTR结合,其中XC1803、XC2715和XC2866三个基因编码GGDEF结构域蛋白,XC1824和XC2228两个基因编码EAL结构域蛋白。RsmAXcc抑制XC1803、XC2715和XC2866翻译水平的表达,在rsmAXcc缺失突变体的背景下缺失突变这三个基因导致细菌由聚集生长转换成浮游生长。XC1824和XC2228两个基因在Xcc8004和rsmAXcc缺失突变体中翻译水平的表达差异不明显,在rsmAxcc缺失突变体的背景下缺失突变这两个基因,不影响细菌的聚集生长。这些结果说明,RsmAXcc通过抑制直接靶标基基因XC1803、XC2715和XC2866(编码c-di-GMP合成酶)的表达,负调控Xcc细胞内c-di-GMP水平,因此抑制生物被膜的形成。manA是编码一个能驱散细胞聚集体的酶(内切p-1,4-甘露糖酶(endo-β-1,4-mannanase)的基因,Xag-type EPS是生物被膜形成必须的,C1p为c-di-GMP的受体蛋白。rsmAXcc和clpXcc缺失均导致,nanAXcc的转录水平显著下降,xagAXcc转录水平显著升高；Clp可与manAXcc和xagAXcc启动子区结合,然而这种结合受c-di-GMP的抑制。因此我们认为RsmAXcc通过促进manAXcc的表达,抑制xagA和xagB的表达,抑制Xcc生物被膜的形成。Xcc产生至少两种EPS,一种是由gum基因簇编码的的黄原胶,另一种是xag基因簇编码的cag-type EPS。 ManA是一个能驱散细胞聚集体的蛋白,但是这种酶对于黄原胶没有活性。rsmAxcc缺失突变体背景下过量表达manAXcc导致细菌发生聚集和EPS产量降低(42.36%)。因此,我们推测ManA可能通过降解xag-type EPS来解散生物被膜；此外,rsmAXcc缺失导致编码黄原胶的gumB基因转录水平显著降低,在rsmAXcc缺失突变体背景下突变gumB,并不能影响细菌聚集生长。我们推测黄原胶不是rsmAXcc缺失突变体生物被膜形成必需的。