金黄色葡萄球菌是人类的机会性致病菌,可造成浅层皮肤感染和危及生命的侵染疾病。金黄色葡萄球菌的毒性由多种毒性因子决定,这些毒性因子响应于外界环境变化,受到一系列调控因子的精确调控。Protein A是金黄色葡萄球菌中重要的表面蛋白质,能够与哺乳动物免疫球蛋白IgG的Fc区域结合,帮助细菌进行免疫逃逸。在金黄色葡萄球菌中,spa受到多元调控因子和复杂的网络调控。环二鸟苷酸c-di-GMP是细菌中普遍存在的第二信使,能够参与多种病原体中生物被膜的形成,以及毒性调控等。C-di-GMP一般由含GGDEF结构域的鸟苷酸环化酶环化两个GTP分子而成,并由含有EAL或HD-GYP结构域的磷酸二酯酶水解成pGpG或两个GMP分子。在不同菌株中含GGDEF、EAL和HD-GYP结构域的蛋白质数量均有差异,但在金黄色葡萄球菌NCTC8325中,只发现一个编码保守GGDEF结构域的基因gdpS,且并未发现含EAL或HD-GYP结构域的基因存在。近期的研究发现在表皮葡萄球菌和金黄色葡萄球菌中,GdpS不参与c-di-GMP的合成,而根据我们研究中的芯片分析结果,gdpS的失活将引起一系列毒性因子的变化,特别是protein A及它的上游调控因子SarS,并且与野生型菌株相比,sarS与spa在gdpS敲除株中呈现相同趋势的转录水平变化。因此我们推测gdpS可能通过影响sarS的表达以实现对spa的调控作用。在前期研究中,我们首先发现gdpS对spa和sarS的影响主要依赖于其N端结构域,而不是C端结构域,证明gdpS的调控功能与c-di-GMP无关。因此在本研究中,我们首先利用定点突变与回补实验,对gdpS的起始密码子进行突变或是删除,并通过荧光定量PCR证明gdpS的蛋白产物不参与sarS的转录调控。之后,我们利用Northern blot检测gdpS上可能存在的转录本,排除了gdpS编码转录sRNA的可能性,并通过凝胶阻滞实验分析证明gdpS mRNA可通过直接的RNA-RNA相互作用与sarSmRNA的5’UTR进行碱基配对。同时,我们也根据序列比对预测出gdpSmRNA与sarSmRNA上可能发生配对的18个碱基区域,并利用定点突变与回补实验对这18个碱基进行不同长度的突变,最后结合荧光定量PCR与酶活实验证明这18个碱基区域,在此调控过程中发挥重要功能。此外,我们利用利福平阻断金黄色葡萄球菌中RNA的转录,通过荧光定量PCR进行sarSmRNA半衰期的检测,发现在gdpS敲除株中,sarS mRNA的半衰期明显低于野生型与回补株,这一变化显示gdpS能够通过增强mRNA稳定性的方式,提高胞内mRNA的水平,证明gdpS可能最终通过一种调控RNA的方式影响sarS与spa的表达水平。这一机制的发现不仅有助于对毒性因子spa调控网络的进一步了解,同时阐明gdpS mRNA为金黄色葡萄球菌中最新发现的双功能RNA,为其它菌株中调控RNA的研究提供了思路。此外,在其它菌株中同样存在某些缺少DGC或PDE酶活性的含GGDEF和EAL结构域的蛋白质,这些蛋白质常具有其它与c-di-GMP无关的生物学活性,对gdpS功能的发现将有助于对这些基因功能的研究。