图 脆弱拟杆菌通过分泌BfUbb蛋白在人体肠道中进行种内拮抗的分子机制示意图
在国家自然科学基金项目（批准号：32122007）等资助下，山东大学高翔团队在人体肠道拟杆菌种内拮抗研究方面取得进展，研究成果以“脆弱拟杆菌分泌的泛素同源蛋白驱动人体肠道内拟杆菌的种内拮抗（Bacteroides fragilis ubiquitin homologue drives intraspecies bacterial competition in the gut microbiome）”为题，于2023年12月11日在《自然·微生物》（Nature Microbiology）杂志上发表。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41564-023-01541-5。
人类肠道中有着极其密集和多样化的微生物群落-肠道菌群。这个复杂的生态系统中包含大量不同种类的细菌。它们在有限的肠道内争夺资源和生态位，并对人的生命健康具有至关重要的影响。菌间的拮抗和防御机制是它们主要的竞争方式之一。拟杆菌是人体肠道中丰度最高的革兰氏阴性菌，为了在菌间竞争中获取优势地位，人体肠道拟杆菌进化出多种特定的杀菌蛋白作为对抗其他拟杆菌的抗菌武器。
在本研究中，研究团队综合利用微生物学、生物化学、遗传学、结构生物学和生物信息学等研究手段，系统深入地研究了人体肠道脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）分泌的一种具有高效杀菌活性的真核泛素同源蛋白（BfUbb）的杀菌机制，鉴定了BfUbb的杀菌表型和其作用底物肽基脯氨酰基顺反异构酶（PPIase），解析了BfUbb与底物PPIase独特的互作机制，并进一步证明BfUbb可使其生产菌株相对于其敏感菌株在人体肠道中获得巨大的竞争优势。
该研究揭示了一种全新的肠道拟杆菌通过分泌泛素同源蛋白拮抗特定拟杆菌的杀菌机制，并进一步证明BfUbb是调节人体肠道拟杆菌菌株组成的强大驱动力，在干预和治疗由脆弱拟杆菌引发的人类疾病过程中有潜在的应用价值。