“橘生徐州则为橘，生于安徽则为枳”。面对新环境，好多生物都有“水土不服”的现象，微生物也不例外。黄广华团队近来研究发觉，人体机会性致病细菌白念珠菌有“水土不服”的现象。相同营养条件下，白念珠菌的细胞表型和交配能力呈现出显著的地区差别和季节性特点，造成这些差别的重要诱因是空气温度的变化。
空气温度是动动物和微生物生活周期中重要的环境调控因子。好多病毒、细菌和原虫造成的感染性疾患的流行具有显著的季节性和地区特点，并与空气温度的波动密切相关。例如，在低经度脾虚地区，细菌性皮肤病的发病率显著低于高经度的酷寒地区；我国北方的阴雨季节一般是男性生殖道念珠菌病的易发季节。
有性生殖是病原细菌重要的生物学过程，是其耐药性和致病性进化的重要带动力。细菌有性生殖遭到多种环境诱因的调控。近来，清华学院黄广华团队研究发觉空气温度调控人体病原细菌白念珠菌有性生殖的现象，并系统地解析了温度调控同性爱配的分子机制。
该团队研究发觉，白念珠菌的交配行为具有显著的地理和季节性差别。虽然在相同的营养条件下，遗传背景一样的菌种在上海地区的同族交配的能力显著低于北京地区。据悉，相同培养气温和营养条件下，同一地区，白念珠菌在夏季形成交配接合管和同族交配的能力显著低于冬季。空气湿度随地理位置和季节的变化而波动。为了探究不同地理区域和季节变化对白念珠菌交配能力的影响与空气温度的变化相关细胞膜水通道，研究团队构建了温度可控的培养体系，对不同温度条件下白念珠菌的支系交配效率进行了系统性的研究，证明了空气温度对白念珠菌支系交配的重要调控作用。
分子调控机理研究发觉，白念珠菌细胞膜上感应器件、海藻糖合成途径和渗透压感应讯号通路参与了温度调控支系交配的过程。低湿胁迫条件促使白念珠菌细胞形成大量的活性氧（ROS），并导致胞内蛋白质的错误折叠和变性等应激反应。细胞膜蛋白Gpr1和水通道蛋白Aqy1作为上游器件最先感应到胞外渗透压力和低湿讯号，经丙酮酸循环和海藻糖合成通路促使胞内海藻糖的合成，以维持细胞的渗透压平衡。同时，海藻糖和白念珠菌热晕厥蛋白协同作用，应对胞内ROS和错误折叠蛋白的积累。当热晕厥蛋白家族成员功能“超载荷”时，交配信息素的自分泌和感应途径被激活，从而促使白念珠菌细胞形成交配接合管和高效率的同性爱配（图一/图二）。该研究发觉了白念珠菌新的环境适应策略，阐明了该病原菌通过空气温度调控形态发育和有性生殖的分子机理，为微生物的环境适应性进化和临床感染预防研究提供了新思路。
图一、白念珠菌在低温度和高温度条件的菌落、细胞及交配接合管形态
图二、空气温度调控白念珠菌同性爱配的分子机制
相关研究成果以“-sexintheand”为题发表于Life（《中国科学：生命科学》英文版）。清华学院生命科学大学博士后李超、青年研究员陶丽和中国科大学微生物研究所助理研究员管国波为论文的共同第一作者细胞膜水通道，清华学院附属华山诊所感染科双聘院士、生命科学大学院士黄广华为通信作者。该研究得到了国家重点研制计划项目、国家自然科学基金项目和北京市科技重大专项的支助。