李秋瑩，張東棟，王司雯，孫彤，李婷婷，勵(lì)建榮*

1(渤海大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 錦州，121013) 2(生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心(渤海大學(xué))，遼寧 錦州，121013) 3(大連民族大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，遼寧 大連，116600)

食品原料自身會(huì)攜帶一定量的微生物，在后續(xù)運(yùn)輸及加工等多個(gè)過程中也容易受到微生物污染。微生物的控制是食品安全最重要的方面之一[1]。在食品生產(chǎn)、運(yùn)輸、加工和購買后，通常被采用常規(guī)的冷藏方式進(jìn)行貯藏。冷藏的溫度范圍通常為4～6 ℃(冰箱)和10～12 ℃(開放式冷藏柜)。在這一溫度范圍下，有些微生物仍能夠以一定的生長速率進(jìn)行生長，如假單胞菌(Pseudomonasspp.),單核細(xì)胞增多性李斯特氏菌(Listeriamonocytogenes),小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌(Yersiniaenterocolitica)等耐冷菌[2]。因此，食源性細(xì)菌的低溫適應(yīng)性對冷藏食品的質(zhì)量和安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，當(dāng)細(xì)菌菌群達(dá)到一定水平，能夠引起嚴(yán)重的食品腐敗或食物中毒。理解食源性細(xì)菌的低溫適應(yīng)機(jī)制是提出有效的保藏策略的基礎(chǔ)。在細(xì)菌的生存溫度降低時(shí)，其細(xì)胞生理機(jī)能會(huì)發(fā)生重要的變化，比如膜流動(dòng)性降低，核酸二級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增強(qiáng)，轉(zhuǎn)錄和翻譯效率降低，以及蛋白折疊效率降低等。這時(shí)細(xì)菌會(huì)啟動(dòng)大量的基因來調(diào)整低溫對其生存的影響[3]。目前，關(guān)于低溫微生物適冷機(jī)制的研究已成為熱點(diǎn)，而食源性耐冷菌的適冷機(jī)制仍有待深入研究。本文主要從食源性細(xì)菌低溫應(yīng)激響應(yīng)關(guān)鍵基因的發(fā)掘，轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白組學(xué)在食源性細(xì)菌低溫適應(yīng)機(jī)制研究中的應(yīng)用兩個(gè)方面展開綜述，對國內(nèi)外近年來對食源性細(xì)菌低溫適應(yīng)的分子機(jī)制研究進(jìn)行總結(jié)，為我國食源性細(xì)菌的研究和控制提供理論參考。

1 食源性細(xì)菌低溫響應(yīng)的關(guān)鍵基因

1.1 典型冷激蛋白Csp家族

低溫促使微生物發(fā)生一系列的生理變化，其中，RNA的二級結(jié)構(gòu)趨向穩(wěn)定，易形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄過早終止或造成RNAs的翻譯和降解無法正常進(jìn)行。因此，對RNA代謝的調(diào)節(jié)是微生物低溫適應(yīng)的重要策略之一[4]。冷激蛋白(cold shock proteins，Csps)是一類包含核酸結(jié)合冷休克結(jié)構(gòu)域(CSD)的高度保守小分子量蛋白(～7.4 kDa)，可結(jié)合單鏈RNA和單鏈DNA[5]。在低溫時(shí)，冷激蛋白作為核酸伴侶可能通過與mRNA的結(jié)合防止其二級結(jié)構(gòu)的形成，進(jìn)而促進(jìn)翻譯的進(jìn)行。目前研究最為透徹的是大腸桿菌(Escherichiacoli)和枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)的冷激蛋白。大腸桿菌有9個(gè)冷激蛋白同源基因，命名為CspA～CspI，枯草芽孢桿菌有3個(gè)冷激蛋白(CspB～CspD)家族成員，其中大腸桿菌的CspA和枯草芽孢桿菌中的CspB是細(xì)菌中比較典型的受低溫誘導(dǎo)的冷激蛋白[6-7]。目前已經(jīng)對多種食源性耐冷菌中的冷激蛋白在低溫適應(yīng)中的作用進(jìn)行了研究，如單核細(xì)胞增多性李斯特氏菌、鼠傷寒沙門氏菌(Salmonellatyphimurium)、腸炎沙門氏菌(S.enteritidis)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)、小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌(Y.enterocolitica)等。

已報(bào)道的食源菌通常具有多個(gè)冷激蛋白，但冷激蛋白的作用規(guī)律是十分復(fù)雜的。在一些食源菌中，不是所有的冷激蛋白均受低溫誘導(dǎo)，而常有幾個(gè)冷激蛋白為最主要的低溫誘導(dǎo)蛋白。金黃色葡萄球菌表達(dá)3個(gè)冷激蛋白(CspA、CspB和CspC)，其中CspB是唯一受低溫誘導(dǎo)表達(dá)的，表明它是最主要的冷激蛋白[8]。類似的，在肉毒桿菌(ClostridiumbotulinumATCC 3502)應(yīng)對低溫時(shí)，它的3個(gè)冷激蛋白(CspA、CspB和CspC)基因的轉(zhuǎn)錄水平均有升高，但僅有CspB基因缺失株在低溫下生長受阻，表明CspB基因是肉毒桿菌低溫適應(yīng)中最主要的冷激蛋白[9]。在鼠傷寒沙門氏菌中，已經(jīng)鑒定到了6個(gè)同源的冷激蛋白，StCspA-E和StCspH。已研究的StCspA、StCspB和StCspH的表達(dá)受低溫的誘導(dǎo)[10]。而在另外一些食源菌中，幾乎每個(gè)冷激蛋白均參與了低溫適應(yīng)過程。比如單核細(xì)胞增多性李斯特氏菌，它具有3個(gè)冷激蛋白(CspA、CspB和CspD)，通過基因表達(dá)分析和突變體研究發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)對低溫時(shí)，這3個(gè)冷激蛋白均是必不可少的[11]。作為低溫脅迫的急性應(yīng)激蛋白，冷激蛋白不僅在細(xì)菌遭遇低溫時(shí)立即響應(yīng)，在后續(xù)較長時(shí)間的低溫適應(yīng)中仍發(fā)揮作用。ANNAMALAI等[12]報(bào)道了在溫度從30 ℃降到4 ℃時(shí)，分別培養(yǎng)于LB培養(yǎng)基、牛奶和叉燒肉中的小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌的冷激蛋白基因表達(dá)情況。在低溫脅迫時(shí)，該菌迅速上調(diào)了CspA1和CspA2基因的表達(dá)水平，并在低溫處理后的24 h內(nèi)持續(xù)表達(dá)；在30 ℃培養(yǎng)下，這兩個(gè)冷激蛋白是幾乎不表達(dá)的[13]。目前，針對食源性細(xì)菌的冷激蛋白的研究多集中于其受低溫誘導(dǎo)的表達(dá)規(guī)律研究及其突變體研究，而關(guān)于冷激蛋白的作用靶點(diǎn)、互作蛋白及其參與的食源菌低溫應(yīng)激策略涉及哪些細(xì)胞進(jìn)程，尚有待研究。

冷激蛋白作為廣泛存在的低溫誘導(dǎo)蛋白在細(xì)菌低溫適應(yīng)中起到重要作用。而隨著越來越多的細(xì)菌完成了全基因組測序，發(fā)現(xiàn)多數(shù)細(xì)菌基因組具有多個(gè)冷激蛋白同源編碼基因，少數(shù)僅有一個(gè)冷激蛋白基因[6,14]。還有些細(xì)菌基因組中缺少冷激蛋白的存在。如食源性致病菌二型肉毒桿菌(Group IIClostridiumbotulinumtype E)的基因組中沒有發(fā)現(xiàn)冷激蛋白基因，表明該致病菌應(yīng)具有其它應(yīng)對低溫的策略[15]。

1.2 雙組分信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)

感應(yīng)環(huán)境變化，應(yīng)對環(huán)境變化引起的負(fù)面效應(yīng)，這對細(xì)菌的生存是至關(guān)重要的。因此，細(xì)菌需要具備能識別和應(yīng)對多種環(huán)境刺激的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制。細(xì)菌的雙組分信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)就起到了這樣的關(guān)鍵作用。典型的雙組分信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)包括一個(gè)組氨酸激酶感應(yīng)因子和一個(gè)結(jié)合DNA的響應(yīng)調(diào)節(jié)蛋白[16]。雙組分系統(tǒng)的信號通路基于蛋白磷酸化。組氨酸激酶通常嵌在細(xì)胞膜中，通過它的N-端結(jié)構(gòu)域感應(yīng)一個(gè)特定的刺激信號。當(dāng)受到特定刺激時(shí)，感應(yīng)因子會(huì)發(fā)生構(gòu)象的變化，激酶結(jié)構(gòu)域中的C-端組氨酸殘基自動(dòng)磷酸化，磷?；晦D(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)同源響應(yīng)調(diào)節(jié)蛋白接收結(jié)構(gòu)域的N-端天冬氨酸殘基上。進(jìn)一步，磷酰基被轉(zhuǎn)移到其C-端輸出結(jié)構(gòu)域，磷酸化的調(diào)節(jié)蛋白被激活，可誘導(dǎo)或抑制靶基因的轉(zhuǎn)錄[16]。雙組分系統(tǒng)參與許多環(huán)境應(yīng)激反應(yīng)，包括pH，滲透性，氧化應(yīng)激和溫度[17-19]。研究較透徹的參與細(xì)菌低溫適應(yīng)的雙組分系統(tǒng)是枯草芽孢桿菌中的DesK/DesR，該雙組分系統(tǒng)對于低溫下恢復(fù)膜流動(dòng)性具有重要作用[20-21]。近來，多個(gè)食源性細(xì)菌中報(bào)道了參與低溫適應(yīng)的雙組分系統(tǒng)。蠟樣芽胞桿菌(B.cereus)的CasKR雙組分系統(tǒng)對于該耐冷菌在低溫下的生長是必不可少的，與枯草芽孢桿菌DesK/DesR的作用類似，CasKR可能在低溫時(shí)參與調(diào)節(jié)膜脂肪酸的組成[22-23]。在一型肉毒桿菌(Group I type AC.botulinumATCC 3502)中，發(fā)現(xiàn)了兩套分別命名為CBO0366/CBO0365和CBO2306/CBO2307的雙組分系統(tǒng)在其低溫適應(yīng)中發(fā)揮重要作用[24-25]。在二型肉毒桿菌(Group II type EC.botulinumBeluga)中也發(fā)現(xiàn)一套具有類似功能的雙組分系統(tǒng)，命名為CLO3403/CLO3404[26]。

PALONEN等發(fā)現(xiàn)雙組分系統(tǒng)CheA/CheY對于假結(jié)核耶爾森菌(Y.pseudotuberculosis)在低溫下的生長是十分重要的，突變編碼CheA組氨酸激酶的基因會(huì)導(dǎo)致該菌在低溫下生長受阻，而突變對應(yīng)的編碼CheY調(diào)節(jié)蛋白的基因則不會(huì)影響該菌在低溫下的生長[27]，這表明雙組分系統(tǒng)參與低溫應(yīng)激響應(yīng)時(shí)，其感應(yīng)因子和調(diào)節(jié)因子的重要性可能存在差異。雙組分系統(tǒng)中的組氨酸激酶感應(yīng)因子和調(diào)節(jié)蛋白也可能在細(xì)菌應(yīng)對低溫脅迫時(shí)單獨(dú)起作用。PALONEN等發(fā)現(xiàn)假結(jié)核耶爾森菌中有4個(gè)組氨酸激酶和2個(gè)調(diào)節(jié)蛋白在3 ℃下表達(dá)上調(diào)，而與它們對應(yīng)的4個(gè)調(diào)節(jié)蛋白和2個(gè)組氨酸激酶的表達(dá)水平保持不變[27]。關(guān)于雙組分系統(tǒng)單個(gè)組分在低溫適應(yīng)中的作用，在李斯特氏菌中研究較多。在單核增多性李斯特氏菌野生型EGD-e的基因組中有16個(gè)雙組分系統(tǒng)，其中一個(gè)僅具有調(diào)節(jié)蛋白lmo2512 (degU)[28]。CHAN等通過突變分析了3個(gè)調(diào)節(jié)蛋白，lmo1060、lmo1172和lmo1377 (lisR)，發(fā)現(xiàn)它們對單核增多性李斯特氏菌在4℃下的低溫適應(yīng)是必不可少的[29]。P?NTINEN等構(gòu)建了每個(gè)雙組分系統(tǒng)組氨酸激酶基因的缺失突變株，并監(jiān)控EGD-e野生型和突變株在3 ℃和37 ℃下的生長情況。結(jié)果表明組氨酸激酶yycG和lisK基因表達(dá)受低溫誘導(dǎo)，并且其缺失造成低溫敏感的突變表型；其它基因在低溫下表達(dá)水平上調(diào)，但不產(chǎn)生冷敏感突變株；表明李斯特氏菌的組氨酸激酶yycG和lisK對于其在低溫下的生長和適應(yīng)更為重要[30]。盡管已從各類食源性菌中發(fā)現(xiàn)了很多與低溫調(diào)控有關(guān)的雙組分系統(tǒng)，但對于這些雙組分系統(tǒng)所調(diào)控的下游靶點(diǎn)的研究還有待深入。

1.3 Sigma因子

Sigma因子是RNA聚合酶的一個(gè)亞基，結(jié)合到RAN聚合酶的核心酶上負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄的起始。Sigma因子對調(diào)控細(xì)菌的基因表達(dá)起著重要作用，以使細(xì)菌能適應(yīng)快速變化的環(huán)境條件[31]。參與應(yīng)激響應(yīng)的Sigma因子主要包括一些革蘭氏陰性菌中的Sigma S(RpoS)和革蘭氏陽性菌中的Sigma B，許多研究者認(rèn)為它們是功能同源的兩個(gè)Sigma因子[32]。細(xì)胞質(zhì)外功能(ECF)Sigma因子被用于將細(xì)胞質(zhì)外信號傳遞到細(xì)胞質(zhì)[33]。目前，基因組序列分析顯示一些食源性菌中存在細(xì)胞質(zhì)外功能Sigma因子，但是它們的在低溫適應(yīng)中的確切功能尚不明確[34]。

RpoS不是低溫誘導(dǎo)蛋白，但它與許多參與應(yīng)對低溫脅迫基因的表達(dá)有關(guān)。對大腸桿菌的研究發(fā)現(xiàn)，低溫下40%差異表達(dá)的基因受到RpoS的調(diào)控[4,35]。鼠傷寒沙門氏菌RpoS的缺失突變株與野生株在低溫下的生長速率及表型差別不大，表明RpoS對該菌在低溫下的生長并不起至關(guān)重要的作用[36]。但是，另一組研究發(fā)現(xiàn)Rpos還是參與了沙門氏菌的低溫適應(yīng)的[37-42]。MCMEECHAN等調(diào)查了應(yīng)激響應(yīng)RpoS因子和細(xì)胞質(zhì)外功能RpoE因子對鼠傷寒沙門氏菌在低溫下生存能力的貢獻(xiàn)。在檢測環(huán)境中，rpoE/rpoS雙突變菌株的生長和存活能力弱于單基因突變菌株，表明這兩個(gè)Sigma因子對該菌應(yīng)對低溫脅迫的過程中均起一定作用[37]。

革蘭氏陽性菌通過招募Sigma B(sigB)因子來實(shí)現(xiàn)應(yīng)對各種環(huán)境刺激的調(diào)控[38]。雖然研究發(fā)現(xiàn)肉毒桿菌中似乎缺少編碼sigB的同源基因[39]，但在一型肉毒桿菌中，孢子形成Sigma因子sigK是受低溫誘導(dǎo)的[40-41]。單核細(xì)胞增多李斯特氏菌中受sigB調(diào)控的一些基因在應(yīng)對低溫脅迫時(shí)表達(dá)上調(diào)，推測sigB可能在低溫脅迫時(shí)起到一定調(diào)控作用[42]。近來，UTRATNA等人的研究發(fā)現(xiàn)李斯特氏菌群sigB因子在低溫和最適溫度生長下具有類似的表達(dá)模式，推測sigB在該菌低溫適應(yīng)中沒有起到非常關(guān)鍵的作用。但是，在4 ℃，抗Sigma因子拮抗劑RsbV缺失的情況下能檢測到sigB活性；在37 ℃，抗Sigma因子RsbV的缺失下未能檢測到sigB活性，表明低溫時(shí)sigB獨(dú)特的作用方式，但支撐這種效應(yīng)的機(jī)制需要進(jìn)一步研究[43]。

2 食源性細(xì)菌低溫適應(yīng)的組學(xué)研究

2.1 轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究

微陣列技術(shù)和高通量RNA測序技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)著食源性細(xì)菌低溫適應(yīng)機(jī)制的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究取得較大進(jìn)展，為發(fā)現(xiàn)參與低溫適應(yīng)的新基因、全面闡述食源性菌的低溫適應(yīng)機(jī)制提供了可能。CHAN等[28]通過微陣列技術(shù)比較分析了單核細(xì)胞增多性李斯特氏菌在4 ℃和37 ℃下的全基因組轉(zhuǎn)錄水平。4 ℃與37 ℃生長條件下的李斯特氏菌相比，大量基因呈現(xiàn)了差異轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)的基因數(shù)多于下調(diào)的基因數(shù)，其中，轉(zhuǎn)錄水平較高的基因均為之前報(bào)道過的參與低溫適應(yīng)的關(guān)鍵基因，如雙組分系統(tǒng)，冷激蛋白，RNA解旋酶等[28]。在4 ℃下轉(zhuǎn)錄水平較低的基因包括毒力相關(guān)基因以及一些熱激蛋白基因。

一型肉毒桿菌(ClostridiumbotulinumATCC 3502)進(jìn)行了低溫下的全基因組微陣列分析，當(dāng)溫度從37 ℃降到15 ℃ 1 h時(shí)，觀察到16個(gè)基因表達(dá)顯著上調(diào)，11個(gè)基因顯著下調(diào)，在溫度降低5 h后，199個(gè)基因上調(diào)，210基因下調(diào)。低溫脅迫最初，相對較少的基因表達(dá)受到了影響，表明存在有針對性的急性冷休克反應(yīng)，而隨著處于低溫的時(shí)間不斷延長，該細(xì)菌發(fā)生了廣泛代謝重構(gòu)。除了之前發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌耐冷性相關(guān)的機(jī)制，與脂肪酸生物合成有關(guān)的機(jī)制也被顯著影響，數(shù)據(jù)分析表明一型肉毒桿菌可能能夠利用低溫誘導(dǎo)脂質(zhì)生物合成和修飾機(jī)制來應(yīng)對低溫導(dǎo)致的脂質(zhì)固化。一些未知的DNA結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子編碼基因是受低溫誘導(dǎo)的，表明可能存在新的調(diào)節(jié)機(jī)制參與肉毒桿菌的冷激脅迫。此外，氧化應(yīng)激反應(yīng)，鐵吸收和儲(chǔ)存及氧化還原平衡等相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平也受到低溫脅迫的影響[44]。

副溶血弧菌全基因組基因表達(dá)分析表明不同程度的低溫脅迫下該菌的基因表達(dá)模式不同，該菌根據(jù)溫度降低程度的不同，采用不同的應(yīng)激策略[45]。與37 ℃的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)相比，4 ℃條件下有193個(gè)差異表達(dá)基因，而15 ℃條件下有638個(gè)差異表達(dá)基因。在4 ℃時(shí), 78% 的差異基因表達(dá)下調(diào)，僅有22%為上調(diào)，上調(diào)的基因包括轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子、參與RNA代謝的基因、及部分參與能量代謝的基因。在15 ℃時(shí)，參與能量代謝的基因的表達(dá)受到抑制，如戊糖磷酸途徑，糖酵解和三羧酸循環(huán)的基因表達(dá)下降。與4 ℃不同，15 ℃下參與氨基酸種類和DNA合成的基因誘導(dǎo)表達(dá)了。另外，轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果還表明該菌的毒力相關(guān)基因(如tdh1, tdh2, toxR, toxS, vopC，T6SS-1，T6SS-2)沒有受到低溫的影響。

2.2 蛋白組學(xué)研究

在食源性細(xì)菌中，蛋白組學(xué)不僅被用來研究致病、致腐機(jī)制，也已應(yīng)用到低溫適應(yīng)機(jī)制的研究中，這促進(jìn)了對食源性細(xì)菌的低溫適應(yīng)機(jī)制更全面的了解。蛋白組結(jié)合轉(zhuǎn)錄組、代謝組等其他組學(xué)技術(shù)可彌補(bǔ)單個(gè)組學(xué)技術(shù)產(chǎn)生的偏差。

蛋白質(zhì)組學(xué)分析表明食源性細(xì)菌在低溫下誘導(dǎo)表達(dá)了大量的蛋白。在副溶血弧菌中，低溫下69個(gè)蛋白顯著上調(diào)，涉及核酸轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝，轉(zhuǎn)錄等多種功能[46]。在麥?zhǔn)匣【?V.metschnikovii)中，低溫下有288個(gè)蛋白表達(dá)量上調(diào)，最豐富的包括冷激蛋白，延伸因子，分子伴侶，核糖體蛋白，外膜蛋白等[47]。低溫使麥?zhǔn)匣【黾恿舜罅坷浼さ鞍缀秃颂求w蛋白的表達(dá)，減少了參與能量轉(zhuǎn)換和新陳代謝的蛋白表達(dá)。生長在不同溫度下(5 ℃和26 ℃)的乳酸菌(Lactococcuspiscium)的蛋白組研究發(fā)現(xiàn)，低溫條件下該菌上調(diào)了參與氧化應(yīng)激反應(yīng)、脂肪酸和能量代謝的蛋白[48]。蛋白組學(xué)分析有助于發(fā)掘一些參與低溫適應(yīng)的關(guān)鍵基因。例如，在腐敗菌腸系膜明串珠菌(LeuconostocmesenteroidesNH04)的蛋白組分析中，鑒定了一個(gè)受低溫誘導(dǎo)表達(dá)的蛋白，烷基氫過氧化物還原酶的同源蛋白(AhpC)[49]。AhpC催化烷基氫過氧化物和過氧化氫的還原，在各種細(xì)菌中具有抗氧化的作用。在低溫條件下，AhpC在NH04菌株中的表達(dá)量是對照菌株中的六倍，AhpC可能增強(qiáng)了NH04的抗氧化能力并在促進(jìn)生長方面起重要作用[49]。蛋白組學(xué)不僅能鑒定大量參與低溫適應(yīng)的蛋白質(zhì)，還能分析食源性細(xì)菌低溫適應(yīng)的特定機(jī)制。李斯特氏菌的蛋白組分析發(fā)現(xiàn)該菌的低溫適應(yīng)過程主要影響了與蛋白合成和折疊，營養(yǎng)吸收和氧化應(yīng)激有關(guān)的生化途徑。在4 ℃生長的李斯特氏菌細(xì)胞中，與能量產(chǎn)生的代謝途徑有關(guān)的蛋白呈現(xiàn)出更高的表達(dá)水平，如糖酵解和Pta-AckA通路，這表明細(xì)胞通過增強(qiáng)對能源的需求來維持低溫下的生長[50]。在金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)的低溫適應(yīng)研究中，蛋白組與代謝組結(jié)合起來用于比較指數(shù)生長中期細(xì)胞在37 ℃與低溫脅迫條件下(4 ℃，2周)的細(xì)胞質(zhì)蛋白和代謝變化[51]。蛋白組和代謝組數(shù)據(jù)的主成份分析表明，在指數(shù)生長中期，不同溫度條件下的蛋白和代謝表達(dá)譜不同，在受低溫脅迫的細(xì)胞中，9個(gè)核糖體蛋白含量大幅升高，但大多數(shù)氨基酸含量卻減少了，表明代謝穩(wěn)態(tài)和蛋白組成的特定變化對細(xì)菌低溫脅迫下的適應(yīng)是至關(guān)重要[51]。這些研究與轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析類似，均反映了食源性細(xì)菌更全面的低溫適應(yīng)過程，這個(gè)過程涉及到多個(gè)系統(tǒng)的參與。全面的蛋白組學(xué)研究將有助于增加我們對食源性細(xì)菌低溫適應(yīng)機(jī)制的理解。

3 結(jié)論

許多食源性致病菌和腐敗菌具有較強(qiáng)的低溫適應(yīng)能力，它們通過自身的基因調(diào)控抵消了低溫帶來的有害影響。但是，在這個(gè)過程中，不同的細(xì)菌可能采用了不同的策略，這是不同細(xì)菌分子進(jìn)化和適應(yīng)的結(jié)果。轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白組學(xué)都能很好的揭示了食源性細(xì)菌在低溫適應(yīng)過程中的全細(xì)胞反應(yīng)。而通過基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)及代謝組學(xué)等多個(gè)組學(xué)的結(jié)合分析將為食源性細(xì)菌低溫適應(yīng)機(jī)制的研究提供了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。盡管目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多參與低溫適應(yīng)的關(guān)鍵響應(yīng)基因，但是這些基因的上下調(diào)控通路尚不夠清楚。隨著多組學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，越來越多參與低溫適應(yīng)的關(guān)鍵基因會(huì)被發(fā)掘，細(xì)菌的整個(gè)低溫適應(yīng)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)會(huì)越來越明晰。食源性細(xì)菌在低溫下的生存能力對食品的質(zhì)量與安全是至關(guān)重要的，通過分子生物學(xué)角度研究其低溫適應(yīng)的機(jī)制，能幫助人們更加深入的了解食源性細(xì)菌在低溫下的生理行為，進(jìn)而為更好的控制食源性細(xì)菌提供了指導(dǎo)。