节杆菌是一种广泛存在于土壤中的微生物。它可以降解污染物,并且生成生物能源例如烃。另外节杆菌是现在发现的抗逆较强的微生物中的一种。在应对渗透压胁迫以及干旱胁迫上该菌表现的更加出色。因此现今国际上对于这一类微生物的研究越来越热。然而节杆菌抗逆的分子机制仍然未知。本研究发现节杆菌受到高渗透压胁迫以后细菌的形态会由单个细菌存在形式逐渐聚集成团呈类似菌丝体状生长。节杆菌的otsA （海藻糖六磷酸合成酶）缺失突变体即使生长在正常条件下也主要以聚集成团存在。聚团主要是由于节杆菌在分裂的时候细胞壁未能分离开造成的。节杆菌的otsA缺失突变体与节杆菌生长在高渗透压条件下均表现出生长缓慢的现象,代时明显比野生型生长在LB中长得多。本研究发现otsA缺失突变体生长速度的不是由于空间位阻造成的,也不是由于体内缺乏海藻糖造成的。而是由于otsA缺失可以造成体内新生细胞壁在分裂处聚合失败,最终导致分裂的失败。而新生细胞壁在分裂处聚合是分裂的必要条件。因此otsA缺失可以使节杆菌生长缓慢。进一步研究发现OtsA可以在节杆菌体内和FtsZ相互作用,并且在体外可以促进FtsZ的聚合。FtsZ是一种存在于细菌中的微丝类似蛋白,在绝大多数细菌中它的聚合是分裂的必要条件。新生细胞壁在分裂处定位的形成依赖于FtsZ在体内的聚合。OtsA在节杆菌体内可以促进FtsZ聚合导致新生细胞壁环状结构的在体内的形成。在otsA缺失突变体中FtsZ聚合减少,因此分裂缓慢。然而高盐处理可以抑制野生型节杆菌体内新生细胞壁环的形成,从而导致生长缓慢。OtsA在天然状态下呈高聚体形式存在。高盐处理对节杆菌体内OtsA以及FtsZ总含量的变化没有影响；然而在野生型中可以抑制体内OtsA以及FtsZ高聚体的存在。FtsZ高聚体与OtsA高聚体在节杆菌受到盐胁迫前后变化趋势相同。OtsA可能是通过与FtsZ相互作用形成了高聚体状,从而促进FtsZ的聚合；盐胁迫可以促使野生型节杆菌体内OtsA解聚,从而FtsZ聚合减少。OtsA的催化活性以及聚合状态对于促进FtsZ在节杆菌体内的聚合是必不可少的。盐胁迫可以促使野生型节杆菌体内OtsA解聚,从而FtsZ聚合减慢。另外生长在含有不同盐浓度的LB培养基中的野生型节杆菌也表现出同样的现象。另外高盐处理以及促使OtsA解聚均可以促进野生型节杆菌体内存在于新生细胞壁环状结构与细胞两端之间的非均一绕丝的概率；非均一绕丝是导致节杆菌抱团的原因。野生型节杆菌生长在正常条件下细胞壁表面是由大小均一的团块交织形成,并且存在交织纹理；otsA缺失突变体的细胞壁表面的团块大小并不均一,并且无交织纹理存在；而组成型表达OtsA的节杆菌生长在LB中时细胞壁表面基本上看不到团块,同时也看不到交织的纹理。力学结构上来说大小均一并且有纹理的交织是最有韧性,最难以破坏的；这是野生型节杆菌具有相对更好的耐受力的原因。盐胁迫造成节杆菌体内新生细胞壁迁移改变与细胞壁表面形态改变相同。新生细胞壁非均一绕丝可以造成细胞壁厚度增厚,在节杆菌分裂后期分裂的细胞难以分离,从而导致节杆菌抱团生长。综上所述,本研究发现节杆菌受到盐胁迫以后可以促进OtsA高聚体解聚,从而导致FtsZ聚合量减少,以及新生细胞壁环状结构形成失败,最终表现出生长缓慢。另外盐胁迫可以导致新生细胞壁在节杆菌体内非均一定位的增加,从而导致细胞壁的排布以及细胞壁的厚度变化,最终表现出节杆菌抱团生长。这是国际上首次发现细菌的渗透压胁迫感受器,以及该感受器调控的抗逆分子机理,为解释生活在极端环境的微生物抗逆的分子机理提出了重要的理论依据。