本周汇报来自年PNAS上的一篇文章，题目为TissuedualRNA-seqallowsfastdiscoveryofinfection-specificfunctionsandriboregulatorsshapinghost-pathogentranscriptomes。该文通讯作者是来自德国明斯特大学传染病学研究部的PetraDersch教授，其实验室主要研究胃肠道病原菌（entericYersinia,E.coli,Shigella及Salmonella）对宿主细胞的侵袭及与其定殖和免疫逃避相关的*力因子的功能和调控机制。
物种间的相互作用是广泛存在的，病原菌与宿主也不例外。细胞可通过一系列受体感知互作对象的存在，并通过复杂的调节网络，具体地通过改变它们的许多基因的表达来做出反应。互作转录组（DualRNAsequencing）技术伴随着测序技术的进步而诞生，使我们能够同时对病原菌和宿主进行RNA测序，不需要物理上分离细胞或RNA，直接采样并提取样本中所有的RNA，构建一个转录组文库，便能同时进行测序和分析，以获得研究两个或多个相互作用的物种的转录表达情况。它还可以通过互作模型图获得基因调控关系，得到物种相互作用机制，在病原菌感染宿主致病机理和宿主抗病的机制、致病性菌在不同物种之间的进化关系等研究中发挥重要作用。在本文中，作者基于组织的互作转录组测序（TissueDualRNA-seq）分析方法，使用假结核耶尔森菌IP（YersiniapseudotuberculosisIP）侵染小鼠肠道，分析了侵染过程中小鼠肠淋巴细胞和假结核耶尔森菌的基因表达的变化。
DualRNA-Seq的基本工作流程
肠道淋巴小结Peyer’spatch是肠致病耶尔森菌胞吞肠上皮后的主要复制位点，作者利用在感染小鼠Peyer’spatches中增殖的假结核耶尔森菌建立了DualRNA-seq。首先，从感染和未感染小鼠的Peyer’spatch和体外培养细菌中分离总RNA，制备链特异性编码cDNA文库并进行测序，通过对比mm10和IP基因组进行定位，分离出cDNA，获得了对应的特异性图谱。随后作者对宿主基因表达谱进行了差异表达分析，结果表明，有个转录本在被感染Peyer’spatches中出现明显的表达差异，其中有个上调宿主转录本主要与炎症反应、急性期反应、凝血活性及金属离子隔离系统相关，有个下调转录本主要与代谢酶类相关。
耶尔森菌*力质粒pYV编码黏附素YadA、YscIII型分泌系统(T3SS)和效应物Yops，这些效应物主要通过T3SS转运到中性粒细胞和巨噬细胞。Yops通过调节真核信号通路来抑制吞噬和其他免疫反应，并诱导被感染宿主细胞凋亡。作者对感染宿主的假结核耶尔森菌的mRNA库进行了分析。结果表明，Peyer’spatches中感染的假结核耶尔森菌增加了pYV的拷贝数，上调了抗吞噬的三型分泌系统（T3SS）的基因和表达量，诱导了对宿主中性粒细胞介导的离子剥夺、自由基应激和营养抑制等功能的拮抗。进一步通过对比体外和体内假结核耶尔森菌的ncRNA表明，一些保守的ncRNA(SgrS、glyM、RyhB1和RyhB2)在体外未表达或勉强表达，但在感染期间被强烈上调(20-倍)并高度丰富，其中SgrS主要与该菌对葡萄糖、果糖等碳源利用有关，RyhB1和RyhB2主要参与该菌的TCA循环，这几种ncRNA相应的突变株表明，以上ncRNA的缺失对该菌的肠道内定殖起到了一定的影响，显著降低了其致病力。
碳存储调控因子A(carbonstorageregulator,CsrA)是一种RNA结合蛋白，在细菌的碳代谢、生物被膜形成、运动性、病原菌*力、群体感应、环二鸟苷酸信号合成、应激感应等多种生理过程中具有重要调节功能，是全局性调控蛋白。与体外培养的假结核耶尔森菌的ncRNA库的对比表明，在感染过程中CsrA相关的碳储存调节因子CsrB/C转录本出现明显耗尽。通过构建的CsrA突变株进一步表明，T3SS相关效应物Yop/YadA的表达需要CsrA，这可以促进与宿主细胞接触时LcrF（T3SS/Yop的调节子）合成的诱导，是该菌的T3SS在宿主体内发挥*力的重要影响因素。
总而言之，借助TissueDualRNA-seq方法深入探究了宿主-假结核耶尔森菌的相互作用网络，为开发新的抗菌治疗靶点的提供可能。
撰稿：LJ
编辑：YMQ
校对：HZH
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