莱姆病病原体中RpoS与BosR的正反馈调控机制揭示细菌环境适应的新范式

这篇研究揭示了伯氏疏螺旋体(B. burgdorferi)中σ因子RpoS与Fur/PerR家族蛋白BosR之间新颖的正反馈调控环路。研究发现RpoS通过调控BosR蛋白周转率（而非mRNA水平）提升其稳定性，而环境信号通过直接激活rpoS转录（而非通过BosR）驱动这一级联反应，挑战了现有RpoN-RpoS(σN-σS)通路的调控范式，为病原体在蜱-哺乳动物传播周期中的基因表达调控提供了全新视角。

　　

莱姆病病原体的精妙调控网络

在伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi)复杂的生命周期中，σ因子RpoS(σ^S)扮演着核心调控角色。这项研究意外发现，传统认知中作为RpoS上游调控因子的BosR，其自身稳定性竟受RpoS反向调控，形成正反馈环路——这一发现彻底改变了学界对RpoN-RpoS(σ^N-σ^S)级联通路的理解。

截短型RpoS导致的BosR缺陷
通过转座子突变库筛选，两个完全丧失OspC表达的克隆引起了研究者注意。基因组测序显示，这些突变体均在rpoS基因携带T664A突变，导致K222提前终止。令人惊讶的是，这种截短型RpoS不仅自身稳定性降低，还使BosR蛋白水平显著下降，但bosR mRNA却保持稳定。通过构建K222*定点突变株，这一现象被确证为RpoS特异性效应。

RpoN-RpoS通路的双向调控
在rpoS、rpoN和rrp2^G239C突变体中，BosR蛋白水平均出现显著降低，而互补实验可恢复表型。时间进程实验显示，RpoS主要调控生长稳定期的BosR诱导表达。更关键的是，当使用IPTG诱导系统时，rpoS表达量与BosR蛋白水平呈现剂量依赖性增长，但bosR mRNA仍无变化。将rpoS 5'UTR替换为flaB序列后，这种调控关系依然存在，证明RpoS通过非转录机制影响BosR。

宿主环境中的验证
在模拟哺乳动物宿主的透析膜腔(DMC)培养条件下，rpoS突变体完全丧失BosR检测信号。蛋白周转实验进一步揭示机制：在野生型中BosR半衰期超过24小时，而rpoS突变体中6小时即开始降解。这种调控具有菌株普适性，在B31和297背景中均得到验证。

环境信号的传导路径重构
报告基因实验颠覆了传统认知：温度(23°C vs 37°C)和生长密度对bosR启动子活性影响微弱，但可使rpoS启动子活性提升7-14倍。这表明环境信号主要通过直接激活rpoS转录（而非通过BosR）来启动级联反应，产生的RpoS再稳定BosR蛋白，形成自我强化的正反馈循环。

理论模型的重构
研究提出全新调控范式：在传播周期"关闭"阶段，基础水平的BosR保护新转录的rpoS mRNA免于降解；当环境信号激活rpoS转录后，产生的RpoS通过抑制蛋白酶体途径（具体机制待阐明）稳定BosR，后者又促进更多RpoS积累。这种快速放大机制完美适应蜱虫吸血期间的环境剧变。

该发现不仅解释了既往研究中BosR蛋白水平与环境信号不匹配的矛盾，还为理解Fur/PerR家族蛋白的调控多样性提供了新案例。未来研究将聚焦三个方向：环境信号感知如何传导至rpoS启动子、哪些蛋白酶参与BosR降解、以及这一通路是否可作为阻断传播的干预靶点。