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鞭毛是细菌重要的运动器官,探索它的组装和调控对理解细胞适应环境的分子机制有着深刻的意义。它是由多个结构亚基组成的高度保守的复合体,表达装配受到严格的调控。即使如此,现在在极性鞭毛系统的多拷贝组分(如鞭毛丝和定子)中发现各种变异。因此这些特征相对于鞭毛的保守性来说是次要的。但是我们在研究过程中发现鞭毛调控模式的差异甚至也存在于经典的核心区域。Shewanella oneidensis中FlrBC对鞭毛合成和鞭毛丝蛋白表达的调控虽然二元调控系统FlrBC在极性鞭毛细菌如Vibrio cholerae中通过调控Ⅲ级基因的表达直接控制鞭毛的合成和运动性,但是在S. oneidensis中同源的FlrBC对运动性却是非必需的。研究表明虽然这个系统仍然受到654和一级调控蛋白FlrA的调控,但是flrB和flrC的同时缺失会导致运动性增大,并且对下游基因的表达影响并不局限在传统调控等级的三级基因中。我们从ΔflrBC运动性表型和鞭毛丝蛋白表达量变化之间的联系推测出两种鞭毛丝蛋白FlaA和FlaB的在整个鞭毛组成中的配比最终决定了菌体的运动性大小,这也得到了一系列实验证实。另外,进一步研究表明FlrBC缺失引起的超级运动性表型是由FlaB的高表达引起的。FlrC对S. oneidensis鞭毛数量和定位及其它方面的影响FlrC的过量表达导致细胞生出侧生多鞭毛,这种表型与flhG的表达量减少无关,FlhG是在多种菌中控制鞭毛定位的一个蛋白。与以前报道的FlrC同源物的调控机制不同,它有可能是在非磷酸化状态下直接结合到启动子区激活鞭毛丝基因flaA的转录。通过转座子突变筛选技术,我们发现另外一种杂合激酶S04002的缺失对ΔflrBC的超级运动性具有累加效应,这表明它有可能也有磷酸化FlrC的潜力。此外,在实验过程中还发现flrBC的缺失对接合效率有一定影响。胞外蛋白在S. oneidensis无鞭毛突变体菌落形态转变中的作用在此,我们发现一种以前未报道过的菌落褶皱形态形成的机制。在琼脂平板上细菌可以形成平滑或者褶皱两种形态。一般情况下,平滑到褶皱形态的转变是由胞外多糖(EPS)的过表达引起。我们的研究发现,S. oneidensis无鞭毛突变株呈现褶皱型,但是当无运动性的鞭毛丝存在时突变体仍然表现为平滑型。在这两种状态中,EPS的含量基本相同,但是褶皱型突变体的胞外蛋白含量明显减少。利用转座子突变筛选出可将fliD(编码帽子蛋白)突变体褶皱表型转变为平滑型的插入突变,这些突变体的胞外蛋白含量恢复到野生型和平滑菌落突变体的水平。进一步研究发现S01072(推测的GlcNAc结合蛋白)是在插入突变体中大幅度上调表达的胞外蛋白之一。更有意思的是,研究发现SO1072对有鞭毛丝的突变体保持平滑形态有代偿作用,并且它有可能受到c-di-GMP调控。