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鼠疫耶尔森氏菌中RyhB1与RyhB2的调控模式与生理功能分野探究

一、引言

1.1研究背景

1.1.1鼠疫耶尔森氏菌概述

鼠疫耶尔森氏菌（Yersiniapestis），俗称鼠疫菌，是引发鼠疫的病原菌，在细菌分类学中隶属于肠杆菌科耶尔森氏菌属，是一种革兰氏阴性菌。鼠疫作为一种自然疫源性疾病，在人类历史进程中留下了极其惨痛的印记。早在公元6世纪，查士丁尼大瘟疫爆发，这场鼠疫疫情肆虐整个地中海地区，导致大量人口死亡，对当时的社会、经济和文化发展造成了毁灭性的打击。14世纪，黑死病在欧洲大陆疯狂蔓延，短短几年内，欧洲三分之一的人口死于这场灾难，城市和乡村陷入混乱，社会秩序濒临崩溃。这些历史事件充分彰显了鼠疫的强大破坏力和对人类社会的深远影响。

鼠疫的传播途径主要有三种。最为常见的是鼠蚤叮咬传播，鼠疫菌在鼠类等啮齿动物群体中传播，当鼠蚤吸食感染鼠疫菌的鼠类血液后，鼠疫菌会在鼠蚤的前胃棘间大量增殖，形成菌栓，堵塞鼠蚤的消化道。此后，鼠蚤因无法正常消化血液，会频繁叮咬其他宿主，在这个过程中，带有大量鼠疫菌的血液便会被注入新宿主的体内，从而引发感染。其次是直接接触传播，当人接触到感染鼠疫的动物或患者的尸体、分泌物、排泄物等，鼠疫菌可通过破损皮肤或黏膜进入人体。例如，捕猎、宰杀染疫动物，或者护理鼠疫患者时，若未采取有效的防护措施，就极易被感染。最后，肺鼠疫还可通过空气飞沫传播。肺鼠疫患者在咳嗽、打喷嚏时，会将含有鼠疫菌的飞沫排到空气中。这些飞沫可以在空气中短时间悬浮，健康人吸入后，鼠疫菌就会在呼吸道内定植、繁殖，进而引发感染。这种传播方式使得肺鼠疫在人群中传播迅速，危害极大。

当鼠疫菌侵入人体后，会在巨噬细胞内存活并繁殖，这是鼠疫菌得以最终致病的关键阶段。鼠疫菌在媒介（跳蚤）和宿主（哺乳动物）间循环的过程中，不可避免地遭遇多个信号（温度、离子浓度、渗透压、pH、氧、自由基、过氧化物、碳源、氮源等）的协同刺激。一旦进入宿主体内，病原菌能够有效感应这些信号并迅速做出反应，通过调动多种调控机制适应环境压力。鼠疫的临床表现多样，最为常见的是腺鼠疫，主要症状为高热、淋巴结肿痛，淋巴结肿大且质地坚硬，疼痛剧烈，患者常因疼痛而难以活动。肺鼠疫则表现为气促、咳白泡痰、咳血、胸痛等症状，病情发展迅速，若不及时治疗，很快会出现呼吸衰竭等严重并发症。败血症鼠疫最为凶险，患者会出现全身出血倾向，皮肤瘀斑、瘀点，以及感染性休克等症状，病死率极高。鼠疫的传染性强、病死率高，在我国被列为甲类传染病，对公共卫生安全构成了严重威胁，因此深入研究鼠疫耶尔森氏菌具有重要的现实意义。

1.1.2小RNA在细菌中的重要作用

小RNA（smallnon-codingregulatoryRNA，sRNA）是一类广泛存在于原核生物中的非编码RNA，通常位于基因间区（IGR），长度在50-500bp左右。小RNA转录后一般不翻译为蛋白质，却拥有特殊的茎环结构，可通过碱基反向互补的方式调控靶mRNA的翻译和稳定性。在细菌的生理活动中，小RNA发挥着举足轻重的作用，它们能够直接感应温度、pH值、氧气浓度和营养条件等环境信号，参与细菌铁代谢、压力反应、碳代谢、糖利用、外膜平衡、密度感应、毒力等诸多生理功能的调控。例如，在温度变化时，某些小RNA可以调节细菌的膜蛋白表达，以维持细胞膜的流动性和稳定性，确保细菌能够适应新的温度环境。当细菌面临营养匮乏时，小RNA能够调控相关基因的表达，使细菌调整代谢途径，提高对有限营养物质的利用效率。

在细菌毒力方面，小RNA同样扮演着关键角色。许多研究表明，小RNA能够影响细菌毒力基因的表达，进而改变细菌的致病能力。以高毒力肺炎克雷伯菌为例，中国科学院晁彦杰研究组发现一种叫“ArcZ”的小RNA能够有效抑制该菌的荚膜黏性，而多糖荚膜是细菌用于逃避宿主免疫系统的关键结构。通过操控ArcZ的表达，研究者成功降低了细菌的致病性，这充分说明小RNA在细菌感染宿主的过程中发挥着重要的调节作用。在水稻细菌性条斑病菌中，sRNAXonc3711能够在氧化应激应答中发挥作用，它通过部分碱基互补配对与xoc_3982mRNA编码区域结合，抑制DNA结合蛋白Xoc_3982的表达水平，进而影响细菌的多个性状，最终提升病菌在水稻叶内的定殖能力和毒力。这些研究都表明，小RNA作为细菌基因表达的重要调控因子，对细菌的生存、繁殖和致病过程有着深远的影响。

1.1.3RyhB1和RyhB2研究现状

RyhB1和RyhB2是鼠疫耶尔森氏菌中两种重要的非编码小RNA分子。它们在调节铁离子的摄取和利用过程中发挥着关键作用，进而影响菌体的生长