“橘生徐州則為橘，生于安徽則為枳”。面對新環境，好多生物都有“水土不服”的現象，微生物也不例外。黃廣華團隊近來研究發覺，人體機會性致病細菌白念珠菌有“水土不服”的現象。相同營養條件下，白念珠菌的細胞表型和交配能力呈現出顯著的地區差別和季節性特點，造成這些差別的重要誘因是空氣溫度的變化。
空氣溫度是動動物和微生物生活周期中重要的環境調控因子。好多病毒、細菌和原蟲造成的感染性疾患的流行具有顯著的季節性和地區特點，并與空氣溫度的波動密切相關。例如，在低經度脾虛地區，細菌性皮膚病的發病率顯著低于高經度的酷寒地區；我國北方的陰雨季節一般是男性生殖道念珠菌病的易發季節。
有性生殖是病原細菌重要的生物學過程，是其耐藥性和致病性進化的重要帶動力。細菌有性生殖遭到多種環境誘因的調控。近來，清華學院黃廣華團隊研究發覺空氣溫度調控人體病原細菌白念珠菌有性生殖的現象，并系統地解析了溫度調控同性愛配的分子機制。
該團隊研究發覺，白念珠菌的交配行為具有顯著的地理和季節性差別。雖然在相同的營養條件下，遺傳背景一樣的菌種在上海地區的同族交配的能力顯著低于北京地區。據悉，相同培養氣溫和營養條件下，同一地區，白念珠菌在夏季形成交配接合管和同族交配的能力顯著低于冬季?？諝?a href='http://www.njxqhms.com/gaozhongwuli/jiaoxueshipin/26023.html' title='相對濕度大小與人體舒適感的關系' target='_blank'>濕度隨地理位置和季節的變化而波動。為了探究不同地理區域和季節變化對白念珠菌交配能力的影響與空氣溫度的變化相關細胞膜水通道，研究團隊構建了溫度可控的培養體系，對不同溫度條件下白念珠菌的支系交配效率進行了系統性的研究，證明了空氣溫度對白念珠菌支系交配的重要調控作用。
分子調控機理研究發覺，白念珠菌細胞膜上感應器件、海藻糖合成途徑和滲透壓感應訊號通路參與了溫度調控支系交配的過程。低濕脅迫條件促使白念珠菌細胞形成大量的活性氧（ROS），并導致胞內蛋白質的錯誤折疊和變性等應激反應。細胞膜蛋白Gpr1和水通道蛋白Aqy1作為上游器件最先感應到胞外滲透壓力和低濕訊號，經丙酮酸循環和海藻糖合成通路促使胞內海藻糖的合成，以維持細胞的滲透壓平衡。同時，海藻糖和白念珠菌熱暈厥蛋白協同作用，應對胞內ROS和錯誤折疊蛋白的積累。當熱暈厥蛋白家族成員功能“超載荷”時，交配信息素的自分泌和感應途徑被激活，從而促使白念珠菌細胞形成交配接合管和高效率的同性愛配（圖一/圖二）。該研究發覺了白念珠菌新的環境適應策略，闡明了該病原菌通過空氣溫度調控形態發育和有性生殖的分子機理，為微生物的環境適應性進化和臨床感染預防研究提供了新思路。
圖一、白念珠菌在低溫度和高溫度條件的菌落、細胞及交配接合管形態
圖二、空氣溫度調控白念珠菌同性愛配的分子機制
相關研究成果以“-sexintheand”為題發表于Life（《中國科學：生命科學》英文版）。清華學院生命科學大學博士后李超、青年研究員陶麗和中國科大學微生物研究所助理研究員管國波為論文的共同第一作者細胞膜水通道，清華學院附屬華山診所感染科雙聘院士、生命科學大學院士黃廣華為通信作者。該研究得到了國家重點研制計劃項目、國家自然科學基金項目和北京市科技重大專項的支助。