近日，山东大学微生物改造技术全国重点实验室高翔团队在肠道脆弱拟杆菌Ⅵ型分泌系统效应蛋白拮抗机制及应用方面取得重要突破。相关研究成果以“A phospholipase B effector exploits membrane lipid divergence to drive inter Bacteroides competition and enables universal genome editing”为题发表于医学期刊Gut Microbes。山东大学微生物改造技术全国重点实验室博士生徐晓宁为论文第一作者，山东大学微生物改造技术全国重点实验室高翔为该研究的通讯作者。山东大学微生物改造技术全国重点实验室为第一完成单位和通讯作者单位。

人体胃肠道栖息着地球上最密集，最多样化的微生物生态系统之一，该生态系统的平衡与紊乱深刻影响着宿主健康与疾病的发生、发展。VI型分泌系统（type VI secretion system, T6SS）是大肠杆菌、霍乱弧菌、脆弱拟杆菌等革兰氏阴性菌介导种间及种内竞争的主要接触依赖型杀伤武器。T6SS作为分子注射器，可将效应蛋白直接从供体菌转运至靶细胞内，通过破坏肽聚糖、细胞膜、周质蛋白及核酸等多种关键细菌组分实现拮抗作用。然而在拟杆菌中，仍有大量效应蛋白的拮抗机制是未知的。

在本研究中，我们在健康人体肠道共生菌Bacteroides fragilis GS075菌株中鉴定到新型效应蛋白Btle（Bacteroides T6SS lipase effector）。约18.0%的脆弱拟杆菌菌株携带Btle编码基因，表明该蛋白在脆弱拟杆菌中分布较为广泛。利用激光共聚焦观察杀菌表型，我们发现Btle通过破坏细胞膜完整性介导拟杆菌属内的特异性种间竞争，而大肠杆菌对Btle的杀菌活性具有一定的抵抗作用。通过脂质组学分析，我们发现Btle对拟杆菌中酰基链较短的甘油磷脂具有更高的水解活性，我们在体外实验中同样验证了这一结论。大肠杆菌等肠道菌的甘油磷脂携带更长的酰基链，这一结构差异使得Btle对大肠杆菌的拮抗作用显著减弱。而供体菌通过编码同源免疫蛋白Btli1实现自我保护。依托结构预测与工程化改造，我们获得能够逃逸Btli1中和作用的突变体BtleM，将其开发为广泛适用于拟杆菌同源重组的反向筛选标记，并成功实现了B. fragilis GS075以及组成型表达Btli1HA的B. thetaiotaomicron VPI-5482::btli1HA、B. ovatus ATCC 8483::btli1HA菌株的基因敲除。最后，我们结合AlphaFold预测结构以及分泌实验，证明Btle的递送依赖于V2区多个假定蛋白，其中GS075_1256-1255为假定效应蛋白-免疫蛋白对，揭示了该菌属内一种保守的双效应蛋白共递送机制。综上，本研究鉴定了拟杆菌中第一个具有磷脂酶活性的T6SS效应蛋白，该蛋白在Tle进化树中形成了独立分支，因此我们将其定义为Tle7家族效应蛋白，扩宽了Tle家族的成员组成；同时阐明了甘油磷脂组分差异是效应蛋白靶向特异性的关键因素；并通过工程化改造，开发了新型、通用的反向筛选标记，简化拟杆菌基因编辑流程。

该研究工作得到了山东省自然科学基金、泰山青年学者计划、SKLMT前沿与挑战项目、SKLMT内部联合项目基金以及SKLMT青年人才培育计划的资助。微生物改造技术全国重点实验室张兴旺教授、杜杰克博士为本研究的顺利开展提供了重要的支持与协助。

DOI: 10.1080/19490976.2026.2750098