耐辐射异常球菌（Deinococcus radiodurans R1）能在多种逆境下生存，被称为“世界上最顽强的细菌”。基因组分析显示耐辐射异常球菌中含有20种组氨酸激酶和26种反应调控蛋白，存在多个双组分系统。迄今有关研究报道甚少，开展耐辐射异常球菌双组分系统的生物学功能及其参与胁迫的反应调控作用，为耐辐射球菌适应极端环境及抗性机制的深入研究奠定基础。耐辐射异常球菌全局调控蛋白IrrE缺失突变株与野生型菌株的差异表达基因分析发现一对预测的双组分蛋白DRA0009/DRA0010表达量显著上调。DRA0009预测编码组氨酸激酶，含有组氨酸激酶（HisKA3）和HSP90家族ATP酶（HATPasec）结构域；DRA0010预测编码反应调控蛋白，含有反应调控子结构域和LuxR类型的HTH结构域。二者的转录方向一致，RT-PCR证明两个基因组成一个操纵子。KEEG数据库预测DRA0009/DRA0010属于NarL家族，参与调控脂肪酸脱氢酶的合成。它们与枯草芽孢杆菌中DesK/DesR的氨基酸序列同源性最高，但仅为43%， DesK/DesR调控低温诱导的膜磷脂不饱和酶基因的表达，本研究结果显示DRA0009/DRA0010不参与低温胁迫反应，可能具有不同的生物学功能。本文中将这两个蛋白分别命名为DtrA和DtrB。为研究DtrA和DtrB的生物学功能，我们构建DtrA和DtrB插入突变株（ΔdtrA和ΔdtrB），在正常温度（30℃）和低温（15℃）培养条件下，以及在3M山梨醇，4M NaCl， pH5.0和pH9.0胁迫条件下，ΔdtrA和ΔdtrB与野生型菌株R1的生长均无明显差异。但在高温条件（42℃）培养下，ΔdtrA和ΔdtrB突变株的生长较野生型显著下降，尤其是dtrA突变后生长速率下降2倍以上；并发现dtrA或dtrB的突变导致细胞UV抗性的显著增强。42°C热激条件下，野生型菌株dtrA和dtrB的表达量分别比正常培养条件下上调了3.78倍和2.74倍；阻断dtrA或dtrB导致了参与高温反应的热激蛋白基因（groES、dnaK、hsp20、hsp1、hsp2）显著下调，参与UV代谢途径的基因（uvr-A、uvr-B、rad25、mutS等）以及参与其它逆境调控基因及功能基因（irrE、yehZ、otsB、DR1372、DR1172和sodA等）的表达明显上调，结果表明该双组分蛋白为热诱导蛋白，DtrA和DtrB不仅参与了耐辐射异常球菌中高温胁迫反应的调控，而且与细胞的辐射抗性相关。已有的研究表明不饱和脂肪酸含量在维持膜的流动性和完整性以及在耐辐射和抗氧化中扮演重要角色。进一步分析野生型和突变株中各种脂肪酸含量，发现在正常生长条件下ΔdtrA和ΔdtrB突变株的不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例与野生型菌株没有明显差异，但在42℃热激下，ΔdtrA和ΔdtrB突变株的不饱和脂肪酸比例为野生型的80%和82%。同时，脂肪酸合成代谢途径相关基因转录表达下调，特别催化脂肪酸C16:0、C18:0和C20:0脱氢的脂肪酸脱氢酶编码基因DR0279和DR0822基因下调将近2倍。表明双组分调控蛋白DtrA/DtrB调控脂肪酸合成代谢。本探索性研究表明热诱导的类双组分调控蛋白DtrA和DtrB，在细菌适应高温变化、以及辐射抗性中发挥重要作用。但是，该双组分调控蛋白特征尚需进一步鉴定，其参与胁迫反应的调控作用以及与调控蛋白的调控关系有待于进一步研究。