Title：A widespread family of polymorphic contact-dependent toxin delivery systems in bacteria

Stephanie K. Aoki, et al. Nature 468: 439-442 (2010)

報告者：簡淑珺                   時間：15:10~16:00, Mar. 9, 2011

講評老師：吳俊忠老師   地點：Room 601

摘要：

近年來在大腸桿菌中，發現接觸依賴性生長抑制(Contact-dependent growth inhibition, CDI)的調控機制，CDI是由CdiB/CdiA這種two-partner secretion system所調節。CDI會藉著細胞與細胞之間的接觸，而抑制其他大腸桿菌菌株的生長。為了避免抑制自體生長，細菌也會產生一種免疫蛋白，稱為CdiI，與之抗衡。然而，CDI如何抑制細菌生長以及CdiI如何抵制目前仍舊不清楚。因此，在這個研究中，作者首先找到CdiA羧基末端區域(CdiA-CT)的胺基酸序列在不同的大腸桿菌菌株中有很大的的差別，為了瞭解Cdi-CT的角色，作者將來自不同菌株的CdiA-CT嫁接(graft)到UPUC536的CdiA之中。他們發現不同的菌株表現CdiI能藉著同源嫁接的CdiA536蛋白質而得以保護免於CDI的作用。他們同時也將Cdi-CT的不同片段剔除，證實生長抑制的活性與CdiA羧基末端223胺基酸區域有關。更進一步，使用pull-down assay和bacterial two-hybrid system證實CdiI免疫蛋白不論在in vitro或in vivo之中都能與同源的CdiA-CT結合。借著生物資訊分析和實驗更發現許多細菌的物種都擁有CDI的系統，並且在CdiA-CT和CdiI coding regions具有高度的多樣性。最後，作者證實，缺乏Cdi-CT和CdiI coding regions的細菌，在培養液或宿主細胞中都無法與CDI+的細菌相互競爭。整篇研究使我們得知CDI系統展現了複雜的免疫網絡，對於細菌的競爭扮演重要角色。

References

1.      Aoki, S. K., et al. Contact-dependent inhibition of growth in Escherichia coli. Science. 309, 1245-1248 (2005)

2.      Aoki, S. K., et al. Contact-dependent growth inhibition requires the essential outer membrane protein BamA (YaeT) as the receptor and the inner membrane transport protein AcrB. Mol. Microbiol. 70, 323–340 (2008).