信号传导过程被认为是真核生物独有的在细菌物种热纤梭菌中得到证实

跨膜信号传导涉及细胞外环境的感知和通信。跨膜信号传导的一部分是称为自蛋白水解的过程，它是细胞不同功能的关键。

在此过程中，肽链(一串氨基酸)在特定位点被肽本身切割。这是真核生物的典型现象，尽管迄今为止在细菌中尚未发现跨膜信号转导的明确的功能性自蛋白水解事件。

然而，中国科学院青岛生物能源与过程技术研究所(QIBEBT)的研究人员表示，这种被认为几乎完全为真核生物所独有的信号传导过程现在已在细菌热纤梭菌(C.thermocellum)中得到证实。

研究人员利用细菌热纤梭菌发现了一种自蛋白水解效应，该效应对于激活进一步的跨膜信号传导至关重要，类似于真核生物中众所周知的自蛋白水解机制。该研究于7月7日发表在《科学进展》杂志上。

该研究的第一作者陈超博士说：“这不仅是一个新颖的观察结果，而且氨基酸链自动裂解的保守位点的存在表明细菌信号传导的世界比许多人想象的更加独特和复杂。”

原核生物中很少报道跨膜信号传导的自蛋白水解作用，并且通常将其保存下来以供蛋白酶成熟。但就热纤梭菌这种以坚韧植物材料(木质纤维素)为食的细菌来说，它似乎是信号转导的重要组成部分。该过程发生在细胞质内膜和细菌外膜(称为周质)的“中间”空间内，以称为天冬酰胺-脯氨酸的保守氨基酸序列进行。

这一保守序列是在抗σ因子“RsgI”上发现的，该蛋白质负责向细胞感知和转导信号，并抑制σ因子“SigI”的活性，后者启动从DNA模板转录RNA并发挥转录特定基因的作用。

木质纤维素分解细菌，例如研究中的热纤梭菌，具有称为“纤维素体”的胞外酶复合物，它是多对RsgI/SigI因子调节的靶标，纤维素体的功能是降解细菌消耗的硬质植物材料，如纤维素、半纤维素和果胶。

“作为一类独特的σ/抗σ因子，SigI/RsgI的作用机制尚未完全阐明，”该研究通讯作者冯银刚教授说。

鉴于在热纤梭菌中观察到的独特的自蛋白水解机制，我们可以正确地假设，仍然需要做更多的工作来揭示更多关于这种自蛋白水解如何在木质纤维素细菌中发挥作用的细节，特别是当涉及到多纤维素酶体和抗σ/σ因子所执行的伴随调节作用时，例如RNA聚合酶与启动子区域的结合以开始转录。