葛宏华团队发现病原菌抑制宿主蛋白翻译的新机制

近日，安徽大学生命科学与医学工程学院葛宏华教授带领的研究团队，在胞内致病菌与宿主相互作用机制领域取得重要突破。他们的研究揭示了嗜肺军团菌的效应蛋白Ceg10，能够借助乙酰化修饰来破坏宿主核糖体的正常功能，进而抑制宿主的蛋白质翻译过程，并干扰宿主细胞周期，最终为细菌在宿主细胞内的增殖创造有利条件。相关研究成果以“Legionella effector Ceg10 acetylates RPS20 to inhibit host translation and induce cell cycle arrest”为题，发表在国际知名综合性学术期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS，DOI: 10.1073/pnas.2517995123）上。该论文的第一作者是博士后高佳佳，博士研究生许雯雯为共同第一作者，葛宏华教授担任通讯作者。硕士研究生周子怡、陆立新，青年教师王伟强，以及中山大学的陆勇军教授、葛振煌副研究员也参与了此项研究工作。安徽大学是第一作者和通讯作者的唯一依托单位。

嗜肺军团菌是一种能够在巨噬细胞内生长繁殖，并引发严重肺炎的胞内病原体。它通过分泌大量的效应蛋白来操控宿主细胞的各项生理活动。在这项研究中，科研人员运用免疫共沉淀、体外Pull-down以及蛋白质组学分析等多种技术手段，成功鉴定出效应蛋白Ceg10与宿主40S核糖体蛋白RPS20之间存在直接的相互作用。随后，通过结构解析、生化实验，并结合高分辨率质谱分析，研究人员确定Ceg10是一类含有CHD基序的乙酰转移酶。这种酶可以对RPS20上的三个关键氨基酸位点进行乙酰化修饰。而这些修饰会破坏RPS20与RPS29以及18S rRNA之间的正常结合，从而阻碍核糖体小亚基的装配过程。进一步的研究表明，Ceg10的乙酰化活性会导致宿主整体蛋白质的合成速率显著降低。同时，Ceg10还能够通过抑制Cyclin D1-CDK4/6-Rb轴的正常动态调控，使宿主细胞阻滞在G1/S期，进而影响细胞周期的正常进程。研究还发现，Ceg10进入宿主细胞核需要核转运适配蛋白HEATR3的介导，这一发现为人们理解细菌效应蛋白如何劫持宿主核转运系统提供了新的证据。在细胞感染模型中，缺失Ceg10的军团菌在宿主细胞中的生长受到限制，毒力也有所下降，而恢复表达Ceg10则可以完全弥补这些缺陷，这表明Ceg10在感染早期阶段发挥着关键作用。

该研究从结构、生化功能到细胞与感染模型等多个层面，阐明了Ceg10的作用机制。研究揭示了嗜肺军团菌利用乙酰化修饰破坏宿主核糖体功能，并通过抑制蛋白翻译和扰乱细胞周期来促进感染，这是一种与靶向翻译起始因子或延伸因子的经典翻译抑制模式截然不同的新策略，拓展了人们对病原体操控宿主翻译机制的理解。该成果为深入理解胞内致病菌的感染策略提供了新的理论依据，也为未来抗感染治疗靶点的开发提供了潜在方向。

图 效应蛋白Ceg10抑制宿主蛋白翻译和阻滞细胞周期模式图

葛宏华教授团队长期致力于微生物–宿主互作机制与细菌信号调控的分子基础研究，相关成果在2025年相继发表于《Advanced Science》《Microbiol Spectr》《mBio》《Int J Biol Macromol》和《Science Advances》等期刊。该研究得到国家自然科学基金和中国博士后科学基金项目的资助，部分实验得到中国科学技术大学朱中良老师以及安徽大学王明珠副研究员的重要帮助。

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