生命科学学院唐蜀昆/职晓阳团队在Nature Communications杂志报道了一株具有复杂形态发育过程的嗜盐古菌

发布时间: 2023-04-06 14:26:35 浏览次数 : 688 来源:云南大学

2023年4月1日，生命科学学院微生物研究所唐蜀昆/职晓阳团队在国际著名学术期刊Nature Communications在线发表题为“Cellular differentiation into hyphae and spores in halophilic archaea”的研究论文 (doi: 10.1038/s41467-023-37389-w)，报道了一种新的具有形态发育过程的嗜盐古菌，并初步确定了参与其菌丝分化和孢子形成过程的关键基因。全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-37389-w

图1 形态发育嗜盐古菌的形态特征(a)与系统发育(b)

古菌的形态虽然较之细菌简单，但某些类群的古菌，如Methanosarcina和Pyrodictium，和细菌一样也同样具有形态发育的过程。然而迄今为止形如链霉菌，有菌丝分化和孢子形成过程的在古菌域中尚未报道。在一项针对盐湖高盐环境放线菌多样性的调查项目中，偶然发现了一株形态与放线菌相似，但细菌16S rRNA基因通用PCR引物无法扩增的极端嗜盐菌 (YIM 93972)。经深入分析，包括基因组序列比较确定该菌株为一株新的嗜盐古菌 (命名为Actinoarchaeum halophilum gen. nov., sp. nov.)。通过系统发育基因组学分析、形态突变株的筛选、比较转录组学以及比较蛋白质组学分析，发现一个CDC48家族的ATP酶参与了该菌株的细胞分化过程;此外，一个寡肽转移通道也参与了气丝形成过程。有趣的是该通道蛋白在链霉菌中的同源物 (即BldKA-E)，在链霉菌气丝形成过程中发挥着关键的信号转导作用。同时回补实验证明YIM 93972菌株的基因簇ORF2669-ORF2673，可恢复天蓝色链霉菌bldK基因簇突变株的气丝缺失表型，进一步验证了该寡肽转移通道在该嗜盐古菌形态分化中的功能。复杂的菌丝分化和孢子形成是链霉菌应对土壤等复杂微环境的重要机制，该发现表明嗜盐古菌可能采用类似的机制适应环境并占领相应的生态位。本研究不仅扩展了我们对古菌形态学的认知，同时为微生物生态适应和趋同进化研究提供了新的材料和方向。

图2 YIM93972寡肽转运通道基因(a)及其在天蓝色链霉菌M145突变株中的回补效果(b)

本研究得到军事医学科学院生命组学研究所徐平研究员团队、美国国家生物技术信息中心Eugene Koonin教授团队、上海师范大学生命科学学院卢银华教授团队、复旦大学生命科学学院赵国屏院士团队等合作单位的支持，谨此致谢。

该论文云南大学生命科学学院微生物研究所、教育部微生物资源重点实验室为第一单位，唐蜀昆副研究员和职晓阳副研究员共同第一作者，唐蜀昆副研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家基金地区项目、云南省重大科技专项等基金项目的支持。职晓阳副研究员同时受云南省“万人计划”青年拔尖人才专项和云南大学“青年英才计划”的资助。

供稿：生命科学学院

编辑：李哲

责任编辑：王崴