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结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis,以下简称M.tuberculosis）的感染能力以及致病性与其生长调控密切相关。MazEF系统能够调控细菌的生长，因而一直被认为有助于结核分枝杆菌在人体中长期潜伏，但调控机制不清楚；细菌染色体的分离与其生长密切相关，但目前对于分枝杆菌中的相关调控机制鲜有报道。 在本研究中，我们采用DNA松弛活性测定和mRNA切割实验发现MazF蛋白Rv1495与M.tuberculosis唯一的DNA拓扑异构酶Ⅰ（MtbTopA）之间存在功能上的负调控。利用细菌双杂交实验和pull-down技术结合免疫共沉淀实验，我们证明了Rv1495与MtbTopA存在物理上的相互作用。MtbTopA通过C-端结构域与Rv1495相互作用，并抑制Rv1495的mRNA切割活性。反过来，Rv1495则通过抑制MtbTopA的DNA切割活性而抑制其DNA的松弛活性。Rv1495 N-端一个片段，即Rv1495-N(29-56)，虽然失去了mRNA切割活性，但保留了和M.tuberculosis与耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis,以下简称 M.smegmatis)拓扑异构酶Ⅰ（MsmTopA）的明显的物理互作及功能上的抑制作用。该片段尽管对TopA的抑制活性不如全长的Rv1495,但在M.smegmatis中超表达时仍能抑制该菌的生长。实验也表明Rv1495与M.smegmatis存在体外和体内的物理互作。由此我们的结果暗示了一个新的机制，即MazEF系统能通过直接调控MtbTopA的活性来影响细菌的存活。 染色体分配蛋白ParAB确保遗传材料精确分离至子代细胞中，并且大多数菌种包含该同系物。然而，目前关于结核分枝杆菌及其模式菌株耻垢分枝杆菌中ParAB蛋白的调控还未见有报道。在本研究中，我们发现M.smegmatis的3-甲基腺嘌呤DNA糖基转移酶I MsTAG(Ms5082)通过与MsParA(Ms6939)直接互作并抑制其ATPase活性来调控细菌生长和细胞形态。采用细菌双杂交和pull-down技术结合免疫共沉淀实验，我们证明了MsTAG和MsParA在体内和体外存在物理互作。在DNA损伤诱导条件下表达MsTAG，耻垢分枝杆菌表现出与parA基因缺失菌株类似的生长抑制。进一步研究发现，MsTAG对分枝杆菌生长的影响与其DNA糖基转移酶活性无关，而是因为直接抑制MsParA的ATPase活性所造成。共表达这两个蛋白可以抵消单独超表达MsTAG菌株在应答DNA损伤诱导时产生的生长缺陷表型。基于蛋白共表达和荧光共定位实验，我们发现MsParA和MsTAG共定位于分枝杆菌细胞中。此外，DNA糖基转移酶和ParA之间的互作，及糖基转移酶对ParA的调控在M.tuberculosis和M.smegmatis中是保守的。 因此，我们的研究发现了两种结核分枝杆菌及其模式菌株的生长调控新机制，为深入理解结核分枝杆菌的感染和致病机制奠定了基础，为抗结核新靶标的发现提供了新思路。