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高等研究院李猛教授團隊在微生物研究領(lǐng)域權(quán)威期刊mBio發(fā)表研究論文

來源: 發(fā)布時間:2020-05-20 17:24 點擊數(shù): Views

    近日,深圳大學(xué)高等研究院李猛教授課題組在微生物研究領(lǐng)域權(quán)威期刊mBio》發(fā)表了題為“Coevolution of Eukaryote-like Vps4 and ESCRT-III Subunits in the Asgard Archaea” 的研究論文。該論文結(jié)合系統(tǒng)發(fā)生分析、蛋白結(jié)構(gòu)建模和蛋白異源系統(tǒng)表達等手段首次分析了阿斯加德(Asgard)古菌的內(nèi)體分選轉(zhuǎn)運復(fù)合體(ESCRT)與真核生物ESCRT功能和進化的關(guān)聯(lián)性,探討了真核生物ESCRT起源自阿斯加德古菌的可能性。 李猛教授為論文共同通訊作者,團隊博士后盧中一博士為第一作者。該工作由深圳大學(xué)、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所和中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院共同完成,深圳大學(xué)為第一完成單位。

     阿斯加德古菌是最新確立的古菌超門,被認為是最接近真核生物的一類原核生物, 其基因組中存在的大量真核生物特征蛋白,例如曾被認為是在真核生物內(nèi)膜系統(tǒng)中特有的功能復(fù)合體ESCRT相關(guān)蛋白。但是由于現(xiàn)階段無法以阿斯加德古菌為遺傳操作平臺,這些ESCRT蛋白的結(jié)構(gòu)和功能仍缺乏系統(tǒng)研究。

     為此,本研究先通過系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析、蛋白結(jié)構(gòu)建模和分子動力學(xué)模擬等手段發(fā)現(xiàn)阿斯加德古菌的Vps4ESCRT-III復(fù)合體的兩個核心亞基Vps2/24/46Vps20/32/60都具有與真核生物ESCRT類似的功能結(jié)構(gòu)和相互作用模式,然后利用大腸桿菌蛋白表達系統(tǒng)進行上述蛋白異源表達和體外蛋白功能鑒定,并進一步通過釀酒酵母同源蛋白缺失株進行體內(nèi)功能回補實驗驗證,最終確定阿斯加德古菌Vps4ESCRT-III復(fù)合體與釀酒酵母同源蛋白具有相似功能(圖1)。研究結(jié)果首次結(jié)合理論預(yù)測和實驗數(shù)據(jù)證明了阿斯加德古菌ESCRT的膜剪切體識別組裝模式和剪切作用這兩個關(guān)鍵功能與真核生物非常相似,表明真核生物的ESCRT可能來源于古菌,為生物進化二域論(細菌和古菌)學(xué)說提供了重要依據(jù)。

 

 

    據(jù)悉,李猛教授課題組是國內(nèi)最先開展阿斯加德古菌研究的研究團隊,在國際上首次提出了第6個阿斯加德古菌新門(Gerdarchaeota),研究了部分阿斯加德古菌的代謝潛能與地球化學(xué)作用,并探討了阿斯加德古菌新真核特征蛋白功能進化與真核生物起源的關(guān)系。相關(guān)研究已在Sci China Life SciISME JmBio等期刊發(fā)表系列研究成果。

研究得到國家自然科學(xué)基金委、中國博士后科學(xué)基金和廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金和深圳市科創(chuàng)委的相關(guān)項目支持。原文鏈接:https://mbio.asm.org/content/11/3/e00417-20

 

 

 

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