鲍曼不动杆菌特异性σ因子SigAb的生理功能解析：金属应激响应与调控网络新机制

这篇研究深入解析了鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)特有的胞外功能σ因子SigAb的独特调控机制。通过启动子诱变、染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)和转录组分析，揭示SigAb通过直接调控relA基因和sRNA SabS形成小型直接调控网络，并间接影响数百个金属抗性相关基因。研究发现SigAb对铜胁迫的响应具有特异性，其操纵子中的aabA/aabB基因表现出抗σ活性，CRISPR相关转座子测序(CRISPRt)技术证实该操纵子对细菌适应性至关重要。这项工作为理解多重耐药菌的应激响应提供了新视角。

　　

SigAb是鲍曼不动杆菌特异性σ因子
系统发育分析表明，SigAb与γ-变形菌纲中经典的RpoE型σ因子存在显著差异。序列比对显示其与大肠杆菌RpoE同源性仅18%，且关键DNA结合残基(F64/R76等)发生变异。进化树构建证实SigAb形成独立分支，在鲍曼不动杆菌ACB复合体中保守存在，而传统RpoE同源物完全缺失。蛋白质结构预测显示，虽然SigAb保留σ₂
/σ₄
结构域，但与RNA聚合酶的结合界面存在特异性变异。

SigAb依赖的启动子特征解析
通过5' RACE技术鉴定出sigAb转录起始位点，发现其识别独特的-10(CGTT)和-35(GTCAAC)元件，与大肠杆菌RpoE的启动子(TCAAA/GGAACTT)截然不同。启动子扫描突变实验显示，17bp间隔序列和上游T碱基串联对活性至关重要。报告系统证实，SigAb在鲍曼不动杆菌中可激活自身启动子活性达150倍，但完全不能识别大肠杆菌rpoE启动子，反之亦然。这种严格的启动子特异性暗示二者调控网络的进化分歧。

小型直接调控网络的鉴定
染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)结合基因组扫描发现，SigAb仅直接结合三个位点：自身操纵子、严谨反应调控因子relA基因上游，以及新型小RNA SabS的启动子区。值得注意的是，sigAb操纵子还包含两个未知功能基因aabA/aabB，RNA-seq证实三者共转录。报告基因检测显示，这些启动子在SigAb过表达时活性提升30-50倍，而其他预测位点活性不足5倍，证实SigAb直接调控网络的高度选择性。

全局转录重编程效应
RNA-seq时间序列分析揭示，SigAb过表达5分钟内即引起125个基因显著上调，1小时后影响范围扩大至数百个基因。功能富集显示，代谢相关基因(如氧化还原酶)和膜转运系统(包括RND型外排泵)被优先激活。特别值得注意的是，铜转运系统cusA和多药外排泵adeAB显著上调，但缺乏直接SigAb结合位点，暗示存在间接调控途径。与预期相反，RelA过表达仅引起62个基因变化，且与SigAb调控谱重叠有限，排除了(p)ppGpp信号介导的可能性。

铜胁迫响应的核心作用
CRISPRi基因敲降实验证实，sigAb缺失株在250μg/mL CuSO₄
条件下生长抑制率达70%，对镍也表现敏感。表型芯片分析发现，铜特异性诱导SigAb启动子活性3.5倍，而其他金属无此效应。分子机制研究表明，SabS敲降株呈现类似铜敏感表型，提示该sRNA在金属抗性通路中的关键地位。进一步发现铜抗性基因copA/copB和双组分系统cusRS均为SigAb间接调控靶点，构成完整的铜解毒网络。

操纵子内抗σ因子的功能
AlphaFold多聚体预测显示，跨膜蛋白AabA可同时结合SigAb和胞外蛋白AabB，形成类似大肠杆菌RseA-RseB的抑制复合物。异源表达实验证实，单独表达AabA胞内片段即能抑制80%的SigAb活性，而AabB单独表达也有显著抑制效果。靶向转座子测序(CRISPRt)发现，sigAb操纵子插入突变体在补体实验中恢复生长能力，证实aabA/aabB的生理重要性。这种独特的抗σ机制不同于典型ECF σ因子调控模式。

临床意义与技术创新
研究揭示了鲍曼不动杆菌区别于其他γ-变形菌的独特应激响应策略：传统RpoE调控的网络被SigAb-SabS-金属抗性通路替代。鉴于铜在医院消毒和宿主免疫中的作用，SigAb可能成为治疗新靶点。方法论上，开发的CRISPRt技术实现单基因分辨率转座，为必需基因研究提供新工具。这些发现为理解耐药菌环境适应机制开辟了新方向。