英文題目：Global Proteomic Analysis of the Resuscitation State of Vibrio parahaemolyticus Compared With the Normal and Viable but Non-culturable State

中文題目：復蘇狀態(tài)下與正常和可存活但不可培養(yǎng)狀態(tài)下的副溶血性弧菌的比較蛋白組學分析

期刊：Frontiers in Microbiology

影響因子：4.019

副溶血性弧菌是一種常見的病原體,，已成為海產(chǎn)品安全的主要關(guān)注點,。活的但不可培養(yǎng)（VBNC）狀態(tài)下的細菌不能在生長培養(yǎng)基上形成菌落,，但在適當?shù)臈l件下它們可以恢復培養(yǎng),。

基于iTRAQ技術(shù)對副溶血性弧菌的研究，Yang等在2015年提出了副溶血性弧菌在不同培養(yǎng)條件下的蛋白質(zhì)組學特征,；但是之前僅報道過一種基于iTRAQ的關(guān)于副溶血性弧菌的VBNC狀態(tài)的研究,。與正常或VBNC狀態(tài)相比,，副溶血性弧菌的復蘇狀態(tài)下的全局蛋白質(zhì)組學分析還沒有報道過,。

實驗材料：副溶血性弧菌細胞；

分組：正常對數(shù)生長期細胞（C sample）,、VBNC細胞（V sample）,、復蘇后的細胞（R sample）

實驗方法：iTRAQ定量蛋白質(zhì)組學

1、不同狀態(tài)下的差異表達蛋白（DEPs）

復蘇細胞和VBNC細胞相比,，有429種蛋白被鑒定為顯著的DEPs,，其中有330個顯著上調(diào)，99個下調(diào),。在顯著上調(diào)的蛋白質(zhì)中,，核糖體蛋白如30S核糖體蛋白S19等上調(diào)均比較明顯。此外,，整合宿主因子亞基α OS等顯著過表達（表1）,。

此外，一些ABC轉(zhuǎn)運蛋白顯著上調(diào),，其中磷酸鹽ABC轉(zhuǎn)運蛋白等表達水平更高,。這個結(jié)果揭示了復蘇狀態(tài)下細胞中一些重要蛋白質(zhì)的顯著上調(diào)，這些可能導致蛋白質(zhì)合成和一些生理活動的增加,。而下調(diào)的蛋白中,，TrkA-N結(jié)構(gòu)域蛋白OS等在復蘇細胞中的表達水平低于VBNC細胞,。

表1

與對數(shù)期細胞相比，復蘇細胞中顯示出61個重要的DEPs,，其中包括25個上調(diào)和36個下調(diào)的DEPs,。一些蛋白質(zhì)在復蘇細胞中以豐度增加形式呈現(xiàn)，例如磷酸鹽ABC轉(zhuǎn)運蛋白,、外膜蛋白等,；顯示下調(diào)的蛋白質(zhì)為外膜孔蛋白基因座等。

2,、顯著性DEPs的GO注釋和GO富集分析

在從VBNC回歸到可培養(yǎng)狀態(tài)期間,，GO注釋表明，除了兩個發(fā)育過程和繁殖terms之外,，所有terms都涉及到上調(diào)的蛋白（圖1A）,。在BP本體中，DEP主要與代謝過程,、細胞過程和單一生物過程相關(guān),。對于CC本體，DEP主要位于細胞,、細胞部分,、膜和細胞器中。根據(jù)MF的GO注釋,，DFP參與催化活動,、綁定等。

此外,，只有上調(diào)的蛋白質(zhì)與13個GO功能基團相關(guān),，包括細胞器、結(jié)構(gòu)分子活性等,。與對數(shù)期細胞相比,，復蘇細胞的61個DEPs被分組為23個GO terms。上下調(diào)的DEPs主要涉及細胞過程,、定位的建立,、代謝過程等。這些結(jié)果表明復蘇細胞從VBNC狀態(tài)恢復到很高的程度,。

圖1

 DEPs的GO富集分析可以呈現(xiàn)DEPs的功能富集并明確樣本在功能水平上的差異,。與VBNC相比，復蘇細胞GO富集的BP本體中,，離子型谷氨酸受體信號通路,、細胞表面受體信號通路等均顯著富集；對于CC本體,，核糖體,，細胞內(nèi)非膜結(jié)合細胞器、核糖核蛋白復合物,、核糖體亞基顯著富集,；

分子功能中，rRNA結(jié)合,、結(jié)構(gòu)分子活性,、谷氨酸受體活性等分子功能得到顯著豐富（圖2A）。與對數(shù)期細胞相比,，復蘇細胞GO富集分析結(jié)果顯示顯著豐富的GO terms屬于BP和MF,，例如氨基酸甜菜堿代謝過程、膽堿代謝過程等,。

圖2

3,、顯著性DEPs的KEGG分析

從VBNC轉(zhuǎn)換到復蘇狀態(tài)后，發(fā)現(xiàn)429個DEPs并分配到35個KEGG途徑（圖3）,，大部分是與代謝有關(guān)的途徑（M）,。其中核糖體、乙醛酸和二羧酸代謝的KEGG途徑富集最顯著,。核糖體途徑是39個上調(diào)DEPs中參與的最重要途徑（圖4）,。

與對數(shù)期細胞相比，復蘇細胞的DEPs被分配到26個KEGG途徑,，其中包括21個代謝途徑（M）等,。顯著富集的KEGG途徑包括ABC轉(zhuǎn)運蛋白和雙組分系統(tǒng)；ABC轉(zhuǎn)運蛋白是最重要的途徑,，具有2個上調(diào)的和2個下調(diào)的DEPs,。

圖3

圖4

本研究旨在采用iTRAQ方法對復蘇狀態(tài)下的副溶血性弧菌與其VBNC狀態(tài)和正常對數(shù)期生長狀態(tài)下的蛋白特征進行比較蛋白質(zhì)組學分析探討。

結(jié)果表明,，復蘇細胞中的DEPs全面上調(diào),，涉及蛋白質(zhì)合成、跨膜轉(zhuǎn)運,、分泌系統(tǒng),、運動、粘附等重要過程,。核糖體和ABC轉(zhuǎn)運蛋白的途徑是最顯著富集的途徑,。ABC轉(zhuǎn)運蛋白、核糖體蛋白和鞭毛蛋白等顯著的DEPs可能是與VBNC狀態(tài)到復蘇狀態(tài)過程中副溶血性弧菌反應相關(guān)的潛在調(diào)節(jié)蛋白或生物標志物,。

本研究將有助于拓寬我們對副溶血性弧菌的VBNC和復蘇狀態(tài)潛在機制的理解,。

小美點評：

文章思路簡單明了，條理清晰,，實驗設(shè)計利用復蘇狀態(tài),、VBNC轉(zhuǎn)態(tài)和正常對數(shù)生長狀態(tài)作對比,，僅通過iTRAQ標記定量一種技術(shù)就說明了潛在的作用機制，該思路也可為正在設(shè)計實驗或?qū)嶒炦M展受阻的同學提供一些借鑒,。

參考文獻：

Zhong Qingping,Wang Bin,Wang Jie et al. Global Proteomic Analysis of the Resuscitation State of  Compared With the Normal and Viable but Non-culturable State.[J] .Front Microbiol, 2019, 10: 1045.