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铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)，革兰氏阴性细菌，它们广泛地存在于自然界，是临床上常见的条件致病菌。铜绿假单胞菌的致病力与其产生的大量的毒力因子密切相关。已知的生物表面活性剂鼠李糖脂是铜绿假单胞菌的一个重要的毒力因子。鼠李糖脂不仅调节细菌生物被膜的发育和形成，而且具有溶细胞的活性（如多形核细胞、巨噬细胞等）;此外，鼠李糖脂可使哺乳动物细胞表面的磷脂流动性增强，使之更易受到铜绿假单胞菌的破坏从而增加感染的机率。在我们实验室前期的研究工作中，我们发现:1）crc基因的突变导致铜绿假单胞菌基本丧失了合成鼠李糖脂的能力;2）lon基因（编码Lon蛋白酶）的插入突变完全逆转了crc基因突变体的表型（基本丧失合成鼠李糖脂的能力）。 铜绿假单胞菌Crc蛋白（Catabolite repression control）是已知的碳代谢阻遏（Carbon Catabolite Repression，CCR）调控系统中一个关键的全局性调节因子。碳代谢阻遏效应(CCR)是细菌中一种重要的调节机制，它使得细菌有效的优先利用最适于自身生长的碳源并同时遏阻了细菌对其他碳源的利用。目前已知的铜绿假单胞菌CCR的组分包括Crc蛋白、RNA分子伴侣Hfq和小RNA(SamllRNA) CrcZ。 目前已知的与鼠李糖脂合成直接相关的基因有rhlA、rhlB和rhlC。它们的转录受到rhl群体感应系统的严格控制。在铜绿假单胞菌中，rhl群体感应系统是由转录调节因子RhlR、信号分子C4-HSL及其合成酶RhlⅠ蛋白组成;它对细菌毒力因子的表达和细菌的致病力具有重要的调节作用，是抗细菌感染药物开发的潜在靶点。此外，近期的研究表明，非编码RNA NrsZ可以在转录后水平上激活rhlA的表达从而促进鼠李糖脂的生成，暗示着鼠李糖脂的合成受到复杂的基因调控系统的调节。 在这项研究工作中，我们证明了crc可通过激活rhl群体感应系统从而正调节鼠李糖脂的产生;同时我们确证了lon基因的敲除可以完全逆转crc缺失所导致的鼠李糖脂合成以及rhl群体感应系统信号分子C4-HSL水平的下降。随后，我们通过构建lon-lacZ转录融合报告基因、lon-lacZ翻译融合报告基因和loon-flag报告基因，并利用β-半乳糖苷酶活性分析和Western blot等技术，发现crc或hfq基因的缺失均可以上调lon基因转录后水平的表达，从而引起RhlⅠ蛋白表达量和稳定性的下降。 随后，我们分别表达纯化了Crc蛋白和Hfq蛋白，通过利用凝胶迁移电泳和RNase ONE footprinting assay等实验技术，我们发现:纯化的Crc蛋白不能直接结合lon mRNA;而纯化的Hfq蛋白可以直接结合在lon mRNA核糖体结合位点附近的一段富含AU的核苷酸序列上（AUUAUGAAAA，AUG为lon起始密码子）;而且，Crc能够增强Hfq蛋白与loon mRNA之间的相互作用。这些实验结果表明Crc和Hfq蛋白可能直接抑制了lon mRNA的翻译从而阻遏了Lon蛋白酶的表达。进一步地，利用生物化学实验技术，我们发现Lon蛋白酶可以直接降解RhlⅠ蛋白。 此外，我们发现crc的缺失引起了铜绿假单胞菌的致病力（生菜模型）以及在小鼠肺部的存活能力显著下降，而引入表达质粒p-rhlⅠ可以逆转crc缺失所引起的鼠李糖脂合成、C4-HSL水平的下降以及致病力的降低。 综上所述，在本文的研究中，我们发现了一个调控铜绿假单胞菌rhl群体感应系统、鼠李糖脂合成以及细菌致病力的级联调节途径Crc-Hfq/Lon/RhlⅠ，为深入理解铜绿假单胞菌的基本生命活动规律，干预铜绿假单胞菌的rhl群体感应系统及其致病力提供了新的切入点。