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(dá)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(jìn)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(tuán)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(jìn)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(rèn)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(rèn)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Vps4及ESCRT-III復(fù)合體的兩個核心亞基Vps2/24/46和Vps20/32/60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(dá)系統(tǒng)進(jìn)行上述蛋白異源表達(dá)和體外蛋白功能鑒定，并進(jìn)一步通過釀酒酵母同源蛋白缺失株進(jìn)行體內(nèi)功能回補實驗驗證，最終確定阿斯加德古菌Vps4及ESCRT-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(jìn)化二域論（細(xì)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(tuán)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(jìn)化與真核生物起源的關(guān)系。相關(guān)研究已在Sci China Life Sci、ISME J和mBio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