编辑推荐：
在芽孢杆菌中，环境应激感应机制一直是研究热点。为探究真正的应激传感器，研究人员以 RsbRA 为模型开展研究。结果发现，应激小体并非必需，RsbT 可介导非应激小体依赖的应激感应，这一成果改写了传统认知，为深入理解细菌应激反应提供新视角。
在微生物的奇妙世界里，细菌时刻面临着各种环境变化的挑战，就像在波涛汹涌的大海中航行的小船，必须具备精准感知并适应环境应激的能力，才能生存繁衍。芽孢杆菌（
Bacillus subtilis）作为一种常见的土壤细菌，在应对环境应激方面有着独特的策略 —— 通过 σ
B介导的一般应激反应（General Stress Response，GSR）来保护自己。
长久以来，科学界认为芽孢杆菌依靠细胞质中的应激小体来启动 σB介导的 GSR。应激小体由 RsbS 和四种 RsbR 蛋白组成，人们推测它能感知应激并释放 RsbT，进而激活 σB。然而，这一模型存在诸多谜团。比如，虽然 RsbR 蛋白被认为是应激传感器，但一直缺乏直接证据；而且，应激小体在应激感应中的具体作用机制也不清楚。这些未解之谜就像层层迷雾，笼罩着芽孢杆菌的应激感应研究领域，阻碍着科学家们深入探索其中的奥秘。
为了驱散这些迷雾，来自美国俄克拉荷马州立大学（Oklahoma State University）的研究人员踏上了探索之旅。他们开展了一系列深入研究，旨在揭示芽孢杆菌环境应激感应的真实机制。研究成果发表在《Nature Communications》上，为该领域带来了全新的认知。
研究人员在探索过程中运用了多种关键技术方法。首先，通过构建基因敲除菌株，敲除相关基因，观察菌株在应激条件下的反应，以此探究基因的功能。其次，利用微流体荧光显微镜，在单细胞水平实时观察细菌对应激的反应，捕捉细胞内的动态变化。再者，采用质谱分析技术，对蛋白质进行定量分析，确定蛋白质的表达水平和变化情况。最后，运用 qRT-PCR 技术，检测基因的转录水平，了解基因在不同条件下的表达调控。
下面来详细看看研究的具体结果。
- RsbRA 在应激感应中的作用探究：研究人员以 RsbRA 为模型，对其假定的传感结构域进行丙氨酸扫描分析。他们通过构建一系列携带 RsbRA 点突变的菌株，观察这些突变对 σB反应的影响。结果发现，大多数丙氨酸替换会影响 σB反应的时间和幅度，但没有一个突变能完全消除应激感应或导致组成型激活。这表明 RsbRA 在 σB反应动力学中起着关键作用，但并非直接的应激传感器。
- 应激小体在应激感应中的必要性验证：研究人员构建了缺失所有 RsbR 同源物的菌株，惊奇地发现这些菌株在受到乙醇应激时，仍能产生 σB反应，而且该反应比野生型菌株更强、持续时间更长。进一步删除 RsbS，得到的菌株表现出类似的反应。而同时缺失 RsbRA 和 RsbS 的菌株则不再对乙醇应激产生反应，不过通过引入提前终止密码子阻断 RsbRA 和 RsbS 的产生，却能恢复菌株的应激反应能力。这些实验结果表明，应激小体并非 σB对环境应激反应所必需的。
- RsbT 在非应激小体依赖应激感应中的作用研究：通过蛋白质组学分析和构建携带 RsbT 突变的菌株，研究人员发现 RsbT 是 σB非应激小体依赖反应所必需的，其激酶活性也至关重要。在缺失应激小体的情况下，RsbT 能独立介导对多种环境应激源的感应和反应，激活 σB调控的多个基因。
- 单细胞水平下非应激小体依赖应激反应的特征分析：利用微流体耦合荧光显微镜，研究人员在单细胞水平观察缺失应激小体的菌株对应激的反应。他们发现，这些菌株在受到乙醇应激时，会产生脉动式、重复的 σB反应，且反应幅度会随着应激源浓度的增加而增加。这表明 RsbT 能够感知不同浓度的应激源，并相应地调整反应幅度。
综合上述研究结果，研究人员得出结论：应激小体并非芽孢杆菌环境应激感应的主要传感器，RsbT 才是真正的关键角色，它可以在没有应激小体的情况下介导环境应激感应和 σB反应。这一发现颠覆了传统认知，为 σB激活机制提供了新的模型。在这个模型中，应激可能直接激活与应激小体结合的 RsbT，使其释放并激活下游通路。而且，RsbT 的激酶活性不仅在磷酸化相关蛋白时发挥作用，还在其固有信号传导功能中至关重要。
该研究成果具有重要意义。它让我们对芽孢杆菌的应激感应机制有了更深入的理解，揭示了 RsbT 的新功能，为进一步研究细菌如何应对环境变化奠定了基础。同时，这也为其他革兰氏阳性菌的应激反应研究提供了参考，有助于我们从更广泛的角度认识微生物的生存策略。此外，研究中发现的 RsbT 与应激小体之间的复杂关系，以及 σB反应的调控机制，为开发新型抗菌策略提供了潜在的靶点，有望为解决细菌耐药性等问题提供新的思路和方法。
