维氏气单胞菌(Aeromonasveronii)是一种革兰氏阴性菌,能够对人和鱼类致病,是一种条件致病菌。维氏气单胞菌感染鱼类,导致溃疡病、穿孔病等,甚至使鱼类大量死亡对水产养殖业造成巨大损失。在流行病学的报道中,维氏气单胞菌的感染可以导致痢疾、腹泻和急性肺脏感染,威胁人类健康。维氏气单胞菌有较强的生存能力,能够在28-42℃条件下生存,不仅具有很强的致病性,而且对多种抗生素具有较强的抗性,已经具备超级细菌的特征。SmpB(smallprotein B)最早被认为是反式翻译系统的组分之一,与tmRNA(transfer-messenger RNA)结合,完成阻滞核糖体的拯救,释放核糖体,增强细胞蛋白质合成的速度和正确性。沙门氏菌smpB敲除后导致细菌失去毒力,生长停滞,SmpB蛋白功能成为重要的抗菌靶点。因此,SmpB的调控研究对维氏气单胞菌致病能力和毒力具有重要的意义,更有利于抗菌药物的靶点设计。通过用野生型和smpB敲除型(△smpB)维氏气单胞菌感染ICR小鼠验证维氏气单胞菌的致病性并计算半数致死量(LD50),野生型维氏气单胞菌LD50为1×106CFU/g,smpB敲除型维氏气单胞菌LD50为5×10s CFU/g。经解剖提取组织并称重,计算脏器系数,与对照组和△smpB相比,野生型维氏气单胞菌都能够引起小鼠脾脏和肝脏的脏器系数显著增加,将组织研磨后梯度稀释,涂布于氨苄平板计算细菌在组织定殖的菌落数,结果表明野生型维氏气单胞菌的定殖量明显多于smpB敲除型。转录组学测序结果表明smpB敲除株维氏气单胞菌ⅣV型菌毛和VⅥ型蛋白分泌系统相关基因mRNA整体表达下调。将转录组中的新转录本进行分析获得大量的非编码RNA,对这些非编码RNA进行表达量分析获得具有表达差异的小RNA。分析小RNA的靶基因和功能途径作用,获得一个与铁硫簇组装相关的小RNA,并命名为AvrA。AvrA是有253个核苷酸的非编码RNA,分析获得与铁稳态相关的靶基因是铁硫簇组装调控转录因子iscR,是铁硫蛋白合成过程中的重要调控因子。经过氧化氢冲击实验验证了 △smpB在6-10mmol/L过氧化氢的冲击下就有较野生型较强的氧化耐受能力。构建avrA敲除株,过氧化氢冲击实验证实,avrA敲除导致维氏气单胞菌氧化耐受的增强,与野生型相比稳定期细菌生存能力的增强。在转录组数据和实时定量PCR共同证实了△smpB中的AvrA下调和iscR表达上调,介导了在铁缺乏条件下的氧化耐受性。构建应用iscR启动子控制增强型绿色荧光蛋白(eGFP)基因表达的报告质粒,当融合质粒与AvrA表达体共同表达于大肠杆菌Felden菌株时,相对荧光强度显著降低,表明AvrA能够使iscR启动子融合的eGFP荧光强度降低,AvrA具有抑制iscR表达的能力。对iscR启动子区域进行点突变,发现关键结合位点UGAG(U2～G5),该位点突变使AvrA不能与iscR启动子结合失去抑制能力,使融合eGFP蛋白荧光强度恢复到正常水平。序列互补突变AvrA对应的位点进行共表达,野生型iscR融合的eGFP荧光强度无差异,UGAG位点突变iscR融合的eGFP由于能够与突变的AvrA结合,发生了抑制作用。表明AvrA与iscR启动子区序列结合并执行抑制作用。SmpB是一种全局的调节因子,涉及维氏气单胞菌核糖体抢救和转录激活剂。smpB缺失降低了菌毛和VⅥ型分泌系统的转录水平,并没有影响维氏气单胞菌的致病性,是因为sRNA AvrA调控iscR mRNA表达,增加smpB敲除株的氧化压力耐受性,从而增强了smpB敲除型菌株在宿主免疫机制下的生存能力。此外,本研究论证了 sRNA介导的基因调控网络在系统生物学中的作用,也反映了超级细菌维氏气单胞菌在进化过程中的强适应性。